[实用新型]一种高内量子效率的绿光LED磊晶结构

说明书

本实用新型公开了一种高内量子效率的绿光LED磊晶结构，包括衬底，依次叠加设置在衬底上的AlN缓冲层、缺陷湮灭层、u‑GaN层、N‑GaN层、发光层、电子阻挡层和P‑GaN层；所述缺陷湮灭层由若干对交替堆叠的AlN/GaN组成。所述AlN/GaN的周期重复数大于10，所述AlN的厚度为2～10nm，GaN的厚度为15～30nm。本实用新型在现有结构上增加了缺陷湮灭层，缺陷湮灭层采用AlN/GaN交替堆叠的结构能够将AlN缓冲层未阻挡掉的缺陷(缺陷密度约10^8/cm³)进一步进行降低。缺陷延伸到缺陷湮灭层的超晶格界面处会发生转向和湮灭，多周期交替生长的结构能够将缺陷密度降低到10⁷/cm³量级。可广泛应用于绿光LED磊晶领域。

技术领域

本实用新型涉及绿光LED磊晶技术领域，尤其是涉及一种高内量子效率的绿光LED磊晶结构。

背景技术

绿光LED是发光波长介于492～577nm的固态半导体器件，Mini和Micro 量级的GaN基绿光LED和GaN基蓝光LED、GaAs基红光LED结合经TFT驱动可以广泛应用于显示领域，也就是Mini和Micro LED的主要应用。在显示领域其光域和分辨率远远优于LCD和OLED。

现有技术中，绿光LED磊晶结构包括蓝宝石衬底(1)、AlN缓冲层(2)、 u型GaN层(3)、N型GaN层(4)、有源层(5)、电子阻挡层(6)和P型GaN 层(7)，如图1所示。但是因GaN材料与蓝宝石衬底之间存在较大的晶格失配和热失配，从而使得异质磊晶层具有较高的缺陷密度(108/cm3)，如此高的缺陷密度严重制约着绿光LED内量子效率的提升。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高内量子效率的绿光LED磊晶结构，解决现有绿光LED磊晶结构缺陷密度高，内量子效率低的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高内量子效率的绿光LED磊晶结构，包括衬底，依次叠加设置在衬底上的AlN缓冲层、缺陷湮灭层、u-GaN层、N-GaN层、发光层、电子阻挡层和P-GaN层；所述缺陷湮灭层由若干对交替堆叠的AlN/GaN组成。

优选的，所述衬底为图形化衬底，材料优选蓝宝石，也可为硅、碳化硅、磷化铟、氮化镓、砷化镓等材料，所述图形的形状为蒙古包状，周期为～3μm，高度为0.5～2.4μm，底宽为0.5～3μm。

进一步的，所述AlN/GaN的周期重复数大于10，所述AlN的厚度为 2～10nm，GaN的厚度为15～30nm。

优选的，所述u-GaN层的厚度为2～3.5um，N-GaN层的厚度为 2～3.5um，电子阻挡层的厚度为20～100nm，P-GaN层的厚度为 100～300nm。

进一步的，所述N-GaN层掺杂有杂质Si，掺杂浓度为5E+18～5E+19 atom/cm³，定义为掺杂有杂质Si的N型GaN层；所述电子阻挡层掺杂有杂质Mg和Al，杂质Mg和Al的掺杂浓度分别为5E+18～5E+20 atom/cm³和1E+19～5E+20atom/cm³，定义为掺杂有杂质Mg和Al的电子阻挡层；所述P-GaN层掺杂有杂质Mg，掺杂浓度为1E+18～1E+20 atom/cm³，定义为掺杂有杂质Mg的P型GaN层。