[实用新型]一种提高黄绿光LED内量子效率的外延结构

说明书

本实用新型公开了一种提高黄绿光LED内量子效率的外延结构，包括GaAs衬底，其中：所述GaAs衬底上依次设有缓冲层、AlGaAs/AlAs(DBR)反射层、n‑AlInP限制层、n‑AlGaInP波导层、不对称谐振隧道、非掺AlInP限制层Ⅰ、MQW有源层、非掺AlInP限制层Ⅱ、p‑AlGaInP波导层、p‑AlInP限制层和p‑GaP电流扩展层。本实用新型通过在n‑AlGaInP波导层与非掺AlInP限制层Ⅰ之间插入一层不对称谐振隧道，与MQW有源层量子阱耦合后，形成一道势垒，该势垒能通过电子，阻挡空穴，增加进入MQW有源层的电子数目，提高MQW有源层内电子空穴复合几率，从而提高内量子效率。

技术领域

本实用新型涉及半导体二极管技术领域，尤其涉及一种提高黄绿光LED 内量子效率的外延结构。

背景技术

发光二极管(LED)的量子效率由外量子效率和内量子效率两方面决定，内量子效率是指从电极注入的载流子在发光区内复合产生光子的效率，外量子效率是指发光区内复合产生的光子输出到器件外的效率。其中，决定器件内量子效率的主要因素是发光区的载流子数目和电子空穴对复合的几率。AlGaInP四元系黄绿光LED随着波长的降低，内量子效率下降明显，已成为短波AlGaInP四元系LED光强无法提高的瓶颈，因此在提高其外量子效率的同时，也应提高其内量子效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，通过在n-AlGaInP波导层与非掺AlInP限制层Ⅰ之间插入一层不对称谐振隧道，提高MQW有源层内电子空穴复合几率，从而提高内量子效率。

本实用新型的技术方案如下：一种提高黄绿光LED内量子效率的外延结构，包括GaAs衬底，其中：所述GaAs衬底上依次设有缓冲层、AlGaAs/AlAs(DBR) 反射层、n-AlInP限制层、n-AlGaInP波导层、不对称谐振隧道、非掺AlInP 限制层Ⅰ、MQW有源层、非掺AlInP限制层Ⅱ、p-AlGaInP波导层、p-AlInP 限制层和p-GaP电流扩展层，所述不对称谐振隧道材料为(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P。

优选的，缓冲层厚度为0.5μm，缓冲层掺杂浓度为5×10¹⁷cm^-3，所述 AlGaAs/AlAs(DBR)反射层厚度为1.6μm，AlGaAs/AlAs(DBR)反射层掺杂浓度为2×10¹⁸cm^-3，所述n-AlInP限制层厚度为0.5μm，n-AlInP限制层掺杂浓度为2×10¹⁸cm^-3，所述n-AlGaInP波导层厚度为0.1μm，n-AlGaInP波导层掺杂浓度为3×10¹⁷cm^-3。

优选的，不对称谐振隧道(105)厚度为0.1μm，所述非掺AlInP限制层Ⅰ(106)厚度为10nm，所述非掺AlInP限制层Ⅱ(108)厚度为10nm。

优选的，MQW有源层(107)包括30层量子阱和30层量子垒，量子垒的材料为(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P，量子阱的材料为(Al0.34Ga0.66)0.5In0.5P。

优选的，MQW有源层(107)厚度为600nm，每一层量子阱和量子垒的厚度均为10nm。

优选的，p-AlGaInP波导层厚度0.1μm，p-AlGaInP波导层掺杂浓度为5 ×10¹⁷cm^-3，所述p-AlInP限制层厚度为0.8μm，p-AlInP限制层掺杂浓度为6 ×10¹⁷cm^-3，所述p-GaP电流扩展层厚度为5μm，p-GaP电流扩展层掺杂浓度大于1×10¹⁸cm^-3。

本实用新型的技术效果和优点：