[实用新型]一种提升发光亮度的氮化物发光二极管

说明书

本实用新型公开了一种提升发光亮度的氮化物发光二极管，包括衬底，以及依次位于衬底上的缓冲层、非掺杂氮化物层、n型氮化物层、有源层和p型氮化物层；其中：所述有源层是由In_xGa_1‑xN的阱层和In_yAl_zGa_1‑y‑zN的垒层周期性交替堆叠而形成的多量子阱结构。本实用新型的优点在于：包括第一多量子阱层、第二多量子阱层和第三多量子阱层，其中第一阱层、第二阱层、第三阱层从n型氮化物层至p型氮化物层一侧的铟组分均值减小，并且其铟组分均值x1、x2、x3，符合关系式：x1≤x2的50％，x2≤x3的50％，避免在生长有源层时，因为晶格失配太大导致有源层的晶体质量下降的问题。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种提升发光亮度的氮化物发光二极管。

背景技术

发光二极管（Light emitting diodes，LED）是一种电致发光器件，具有节能、环保、安全、寿命长、功耗低、亮度高、防水、微型、光束集中、维护简便等优点，被广泛应用在交通信号灯、路灯以及大面积显示等领域。特别是氮化物材料的蓝光发光二极管，是现在白光固态照明发展的基础，更是目前研究的热点。

目前的氮化物发光二极管的外延结构，包括衬底，以及依次位于衬底上的缓冲层、非掺杂氮化物层、n型氮化物层、有源层和p型氮化物层。其中有源层是多量子阱结构，常见是由若干个铟镓氮的阱层和氮化镓的垒层交替堆叠而形成，在发光二极管工作时，n型氮化物层和p型氮化物层分别向有源层提供电子和空穴，而电子和空穴最后在有源层的阱层中复合产生光子。然而，由于有源层的阱层一般是使用带隙宽度较小的铟镓氮，而有源层的垒层、非掺杂氮化物层、n型氮化物层和p型氮化物层则一般是使用带隙宽度较大的铝镓氮，使得有源层的阱层在生长时会因为晶格失配而产生外延缺陷,降低有源层的晶体质量，进而影响发光二极管的发光效率。

实用新型内容

本实用新型提供了一种提升发光亮度的氮化物发光二极管，有源层的阱层为具有不同铟（In）组分的铟镓氮，在靠近n型氮化物层的阱层的In组分较少，以避免在生长有源层时，因为晶格失配太大导致有源层的晶体质量下降，进而影响氮化物发光二极管的发光效率。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种提升发光亮度的氮化物发光二极管，包括衬底，以及依次位于衬底上的缓冲层、非掺杂氮化物层、n型氮化物层、有源层和p型氮化物层；其中：所述有源层是由In_xGa_1-xN（0.01≤x≤0.4）的阱层和In_yAl_zGa_1-y-zN（0≤y≤0.2,0≤z≤1,0≤y+z≤1）的垒层周期性交替堆叠而形成的多量子阱结构，所述有源层由生长方向依次包括第一多量子阱层、第二多量子阱层和第三多量子阱层，所述第一多量子阱层为第一阱层和第一垒层由n1个周期交替堆叠而形成、第二多量子阱层为第二阱层和第二垒层由n2个周期交替堆叠而形成、第三多量子阱层为第三阱层和第三垒层由n3个周期交替堆叠而形成，所述n1、n2和n3为正整数且2≤n1、n2、n3≤12，所述第一阱层、第二阱层和第三阱层的In组分从n型氮化物层向p型氮化物层方向增加，且所述第一垒层、第二垒层和第三垒层的组分相同。

其中：所述第一阱层、第二阱层和第三阱层的厚度为1~5nm，所述第一垒层、第二垒层和第三垒层的厚度为5~20nm。

其中：所述缓冲层的组分为In_aAl_bGa_1-a-bN（0≤a≤0.2,0≤b≤1,0≤a+b≤1），厚度为5~100nm。

其中：所述非掺杂氮化物层的组分为In_cAl_dGa_1-c-dN（0≤c≤0.2,0≤d≤1,0≤c+d≤1），厚度为1~5μm。