[发明专利]一种具有双量子阱臂结构电子阻挡层的LED

说明书

本发明公开了一种具有双量子阱臂结构电子阻挡层的LED，包括衬底、GaN缓冲层、未掺杂GaN层、n型GaN层、多量子阱发光层、电子阻挡层与p型GaN层，所述GaN缓冲层、未掺杂GaN层、n型GaN层、多量子阱发光层、电子阻挡层与p型GaN层依次生长在衬底上，所述电子阻挡层为双量子阱臂结构，所述电子阻挡层自下而上依次包括AlxGa1‑xN势垒层、AlyGa1‑yN量子阱层、AlxGa1‑xN势垒层、GaN势阱层、AlxGa1‑xN势垒层、AlzGa1‑zN量子阱层与AlxGa1‑xN势垒层；本发明的优点在于：能够减弱引入电子阻挡层造成的有害极化效应，提高空穴的注入效率。

技术领域

本发明涉及半导体光电子器件技术领域，更具体涉及一种具有双量子阱臂结构电子阻挡层的LED。

背景技术

发光二极管LED具有光电转换效率高、使用寿命长、易于集成、驱动电压低等优点，被广泛应用于照明、显示屏、指示信号等各个领域。目前发达国家照明用电占总发电量的20％，发展中国家在10-15％，欠发达国家和地区在5％，具有替代白炽灯成为新一代照明光源的潜力。

对于GaN基带隙半导体材料，其发光光谱涵盖了从深紫外到中红外的整个波段，这一优势使GaN材料比其他半导体材料在照明领域具有更大的发展潜力和更广阔的应用空间。

虽然GaN基LED目前已经大规模产业化生产，但是仍然存在着发光效率低下的问题，这是因为GaN基材料本身存在自发极化效应和压电极化效应，极化效应产生的极化电场致使多量子阱结构的能带发生形变进而产生量子限制斯塔克效应，随着驱动电流增加，器件内部漏电流变得严重，导致内量子效率降低。

传统的LED结构采用AlGaN电子阻挡层来降低器件的漏电流，而采用单一的AlGaN电子阻挡层对电子的阻挡能力不足，仍然会造成电子泄露，同时会降低空穴的注入效率，从而导致LED内量子效率和光输出效率不高。为改善这一问题，中国授权公告号CN110112272B，公开了一种具有异质外延结型电子阻挡层的LED结构，其采用了AlGaN势垒-GaN势阱-AlGaN势垒(AGA)结构电子阻挡层，提升了空穴注入效率和和光输出效率，但该结构的电子的阻挡的效果仍然不够理想，依然会降低空穴的注入效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术的LED结构电子的阻挡的效果仍然不够理想，依然会降低空穴的注入效率的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种具有双量子阱臂结构电子阻挡层的LED，包括衬底(1)、GaN缓冲层(2)、未掺杂GaN层(3)、n型GaN层(4)、多量子阱发光层(5)、电子阻挡层(6)与p型GaN层(7)，所述GaN缓冲层(2)、未掺杂GaN层(3)、n型GaN层(4)、多量子阱发光层(5)、电子阻挡层(6)与p型GaN层(7)依次生长在衬底(1)上，所述电子阻挡层(6)为双量子阱臂结构，所述电子阻挡层(6)自下而上依次包括Al_xGa_1-xN势垒层(61)、Al_yGa_1-yN量子阱层(62)、Al_xGa_1-xN势垒层(63)、GaN势阱层(64)、Al_xGa_1-xN势垒层(65)、Al_zGa_1-zN量子阱层(66)与AlxGa_1-xN势垒层(67)，所述Al_xGa_1-xN势垒层(61)、Al_yGa_1-yN量子阱层(62)、AlxGa_1-xN势垒层(63)构成第一量子阱臂，所述Al_xGa_1-xN势垒层(65)、Al_zGa_1-zN量子阱层(66)与Al_xGa_1-xN势垒层(67)构成第二量子阱臂，所述第一量子阱臂、第二量子阱臂与GaN势阱层(64)构成三明治结构。