[发明专利]一种带有阶梯型量子阱结构的发光二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种带有阶梯型量子阱结构的发光二极管，其特征在于，包括：N型电极(1)、P型电极(2)、衬底(3)、以及依次层叠于所述衬底(3)上的N型导电层(4)、量子阱有源区(5)、P型电子阻挡层(6)和P型导电层(7)；

其中，所述所述N型电极(1)与所述N型导电层(4)电连接；所述P型电极(2)与所述P型导电层(6)电连接；

所述量子阱有源区(5)包括依次层叠于所述N型导电层(4)上的量子阱层和Al_0.6Ga_0.4N量子垒层；所述量子阱层为阶梯型量子阱，且其厚度为2nm。

2.根据权利要求1所述的一种带有阶梯型量子阱结构的发光二极管，其特征在于，所述量子阱层为二阶梯型量子阱；所述量子阱层包括自下而上依次层叠布置的1nm厚的Al_0.45Ga_0.55N层和1nm厚的Al_0.55Ga_0.45N层。

3.根据权利要求1所述的一种带有阶梯型量子阱结构的发光二极管，其特征在于，所述量子阱层为三阶梯型量子阱；所述量子阱层包括自下而上依次层叠布置的0.5nm厚的Al_0.55Ga_0.45N层、1nm厚的Al_0.45Ga_0.55N层和0.5nm厚的Al_0.55Ga_0.45N层。

4.根据权利要求1所述的一种带有阶梯型量子阱结构的发光二极管，其特征在于，所述量子阱层为五阶梯型量子阱；所述量子阱层包括自下而上依次层叠布置的0.3nm厚的Al_0.55Ga_0.45N层、0.4nm厚的Al_0.50Ga_0.50N层、0.6nm厚的Al_0.45Ga_0.55N层、0.4nm厚的Al_0.50Ga_0.50N层和0.3nm厚的Al_0.55Ga_0.45N层。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种带有阶梯型量子阱结构的发光二极管，其特征在于，所述量子垒层的厚度为10nm。

6.根据权利要求1-4任一项所述的一种带有阶梯型量子阱结构的发光二极管，其特征在于，所述N型导电层(4)为Si掺杂的N型Al_0.6Ga_0.4N，且其厚度为3μm，所述N型导电层(4)的掺杂浓度为5×e⁺¹⁸cm^-3。

7.根据权利要求1-4任一项所述的一种带有阶梯型量子阱结构的发光二极管，其特征在于，所述P型电子阻挡层(6)为Mg掺杂的P型Al_0.65Ga_0.35N，且其厚度为20nm；所述P型电子阻挡层(6)的掺杂浓度为1×e⁺¹⁹cm^-3。

8.根据权利要求1-4任一项所述的一种带有阶梯型量子阱结构的发光二极管，其特征在于，所述衬底(3)为蓝宝石衬底。

9.根据权利要求1-4任一项所述的一种带有阶梯型量子阱结构的发光二极管，其特征在于，所述P型导电层(7)包括层叠布置的Mg掺杂的P型Al_0.6Ga_0.4N层(71)和P型GaN层(72)；所述P型Al_0.6Ga_0.4N层的厚度为20nm，所述P型GaN层的厚度为100nm；所述P型Al_0.6Ga_0.4N层的掺杂浓度为3×e⁺¹⁹cm^-3；所述P型GaN层的掺杂浓度为5×e⁺¹⁹cm^-3。

10.一种如权利要求1-4任一项所述的带有阶梯型量子阱结构的发光二极管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选取衬底(3)，并在氢气气氛、1000-1200℃条件下生长层叠于所述衬底的N型导电层(4)；

S2、在氮气气氛、800-1000℃温度条件下，生长层叠于所述N型导电层(4)的量子阱有源区(5)；

S3、在氮气气氛、1000-1200℃条件下下，生长层叠于所述量子阱有源区(5)的P型电子阻挡层(6)；

S3、在氢气气氛、800-1000℃条件下，生长层叠于所述P型电子阻挡层(6)的P型导电层(7)。