[实用新型]一种GaN基发光二极管外延结构

说明书

技术领域

本实用新型实施例涉及半导体发光器件技术领域，尤其涉及一种GaN基发光二极管外延结构。

背景技术

发光二极管作为固态光源以其高亮度、长寿命、节能环保以及体积小等优点成为国际半导体和照明领域研发与产业关注的焦点。发光二极管结构的内量子效率对其亮度和发光效率有着决定性的影响，因此，发光二极管外延片要提高发光料率，最根本的办法就是要提高外延结构的内量子效率。

在发光二极管中，电子是多数载流子，有效质量小，迁移率高，空穴是少数载流子，有效质量大，迁移率低，空穴与电子在有源区发生复合的效率为发光二极管发光的内量子效率。为了提高内量子效率，也即提高发光效率，需要产生的电子和空穴尽可能多的在有源区发生复合。现有的提高内量子效率的技术方案主要集中在p型GaN侧，通常在有源区与p型之间插入一层高势垒层，也叫电子阻挡层，其结构图与能带示意图分别如图1，2所示，如图1所示，发光二极管外延结构包括衬底101、N型半导体层102、多量子阱有源区103、电子阻挡层104以及P型半导体层105，利用电子阻挡层这一高势垒层限制迁移过快及过多的电子越过有源区、直接进入p型区域，而将其挡在有源区区域，与空穴发生复合产生有源区对应波段的光。

但是，上述技术方案的高势垒层，需要高于量子阱区域带宽的材料，一般为高Al组分的AlGaN组成，由于Al的预反应剧烈，导致高组分的AlGaN的生 长难度很大，而且会污染腔体环境。随着高电流密度的大功率LED的发展，高势垒层无论从可行性还是对电子的阻挡作用来讲都会变得非常有限。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种GaN基发光二极管外延结构，以解决现有技术中采用电子阻挡层提高内量子效率可行性较低的技术问题。

本实用新型实施例提供了一种GaN基发光二极管外延结构，包括：

衬底；

第一类型外延层，位于所述衬底上；

电子隧道层，位于所述第一类型外延层上远离所述衬底的一侧，用于控制所述第一类型外延层提供的电子形成隧道效应；

量子阱结构层，位于所述电子隧道层上远离所述第一类型外延层的一侧；

第二类型外延层，位于所述量子阱结构层上远离所述电子隧道层的一侧。

本实用新型实施例提供的GaN基发光二极管外延结构，GaN基发光二极管外延结构包括衬底，位于衬底上的第一类型外延层，位于第一类型外延层上远离衬底一侧的电子隧道层，位于电子隧道层上远离第一类型外延层一侧的量子阱结构层以及位于量子阱结构层上远离电子隧道层一侧的第二类型外延层，通过在第一类型外延层和量子阱结构层设置电子隧道层，为第一类型外延层提供的电子开辟了新的通向量子阱结构层的通道与捷径，电子在电子隧道层发生隧道效应后进入量子阱结构层，增加电子和空穴在量子阱结构层内复合的发生几率，避免了过多电子溢出至第二类型外延层的情况发生，提高发光二极管的内量子效率，解决现有技术中采用电子阻挡层提高内量子效率可行性较低的技术问题。

附图说明

为了更加清楚地说明本实用新型示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本实用新型所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。

图1是现有技术中一种发光二极管外延结构的结构示意图；

图2是图1所示的发光二极管外延结构的能带示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种GaN基发光二极管外延结构的结构示意图；

图4是图3所示的GaN基发光二极管外延结构的能带示意图；

图5是本实用新型实施例提供的另一种GaN基发光二极管外延结构的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的三种不同的发光二极管外延结构的发光图谱对比图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本实用新型实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本实用新型的技术方案。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本实用新型的保护范围之内。

实施例