[发明专利]紫外LED的外延结构

说明书

本发明提供了一种紫外LED的外延结构，包括：在生长衬底表面依次生长的应力控制层、n型电流扩展层、有源区发光层及p型电流扩展层；其中，有源区发光层为由In_aGa_1‑aN量子阱层和Al_bGa_1‑bN势垒层形成的周期性结构，周期为4～7；在该周期性结构中，由下到上In_aGa_1‑aN量子阱层的厚度逐层增加15％，0.01<a<0.05，最下层的In_aGa_1‑aN量子阱层的厚度为2～4nm；由下到上Al_bGa_1‑bN势垒层中的Al组分b逐层增加15％，最下层的Al_bGa_1‑bN势垒层中0.06<b<0.08，有效缓解了InGaN/AlGaN多量子阱结构的应力，减少晶格缺陷的产生，缓解结构中的量子限制stark效应。

技术领域

本发明涉及LED技术领域，尤其是一种紫外LED的外延结构。

背景技术

在生长短波长365nm-370nm范围的紫外LED结构时，为了减少外延层内部的光子吸收，通常使用N型的AlGaN替代GaN作为电流扩展层；同时，采用高Al组分的AlGaN作为势垒层把载流子限制在多量子阱中进行复合。但是，N型AlGaN电流扩展层和高Al组分的AlGaN势垒层对InGaN量子阱层施加了较大的压应力，产生了诸如界面缺陷等高密度非辐射复合中心的同时，加剧了量子限制stark效应，限制了InGaN量子阱厚度的增加，从而制约了紫外LED光效的提高。

发明内容

为了克服以上不足，本发明提供了一种紫外LED的外延结构，有效缓解现有紫外LED的外延结构中出现的压应力较大等技术问题。

本发明提供的技术方案为：

一种紫外LED的外延结构，包括：在生长衬底表面依次生长的应力控制层、n型电流扩展层、有源区发光层及p型电流扩展层；其中，有源区发光层为由In_aGa_1-aN量子阱层和Al_bGa_1-bN势垒层形成的周期性结构，周期为4～7；

在该周期性结构中，由下到上In_aGa_1-aN量子阱层的厚度逐层增加15％，0.01<a<0.05，最下层的In_aGa_1-aN量子阱层的厚度为2～4nm；由下到上Al_bGa_1-bN势垒层中的Al组分b逐层增加15％，最下层的Al_bGa_1-bN势垒层中0.06<b<0.08。

在本发明提供的紫外LED的外延结构中，有源区发光层中的In_aGa_1-aN量子阱层厚度逐渐增加，Al_bGa_1-bN势垒层中的Al组分逐渐提高，有效缓解了InGaN/AlGaN多量子阱结构的应力，减少晶格缺陷的产生，缓解结构中的量子限制stark效应。此外，由结构中压应力的缓冲，靠近电子阻挡层的最后一个周期的发光阱的厚度大幅增加，大大提高了紫外LED的发光效率。

附图说明

图1为本发明中紫外LED的外延结构示意图；

图2为一实例中有源区发光层结构示意图。

附图标记：

1-生长衬底层，2-应力控制层，3-n型电流扩展层，4-有源区发光层，5-p型电流扩展层。

具体实施方式