[发明专利]一种LED外延结构及其应用

摘要

本发明提供了一种LED外延结构，自下而上依次包括衬底、GaN成核层、GaN缓冲层、n型GaN层、有源层、p型GaN层以及p型接触层；所述有源层具有由至少两对MQW发光层组成，所述MQW发光层包括由AlGaN/n‑GaN交替堆叠组成的超晶格量子垒层及由InGaN构成的量子阱层，所述AlGaN/n‑GaN超晶格量子垒层对中Al组分值呈线性平稳上升再线性平稳下降趋势，n型杂质浓度值呈线性平稳上升再线性平稳下降趋势。本发明的有益效果主要体现在可有效提高MQW晶格质量，大幅增加有源层中每个量子阱的电子或空穴的俘获几率，有效降低器件Droop负效应影响，提高LED器件的内量子效率的目的，可很好的应用在高功率器件中，并保持器件的高光效值。

主权项

一种LED外延结构，自下而上依次包括：衬底、GaN成核层、GaN缓冲层、n型GaN层、有源层、p型GaN层以及 p型接触层；其特征在于：所述有源层具有由至少两对MQW发光层组成，所述MQW发光层包括由AlGaN/n‑GaN交替堆叠组成的超晶格量子垒层及由InGaN构成的量子阱层，所述AlGaN/n‑GaN超晶格量子垒层对中Al组分值呈线性平稳上升再线性平稳下降趋势，n型杂质浓度值呈线性平稳上升再线性平稳下降趋势；所述有源层中自第1对MQW发光层到第(N+1)/2对MQW发光层时，所述Al组分值及n型杂质浓度值的变化趋势呈线性递增趋势；自第(N+1)/2对MQW发光层到第N对MQW发光层时，所述Al组分值及n型杂质浓度值的变化趋势呈线性递减趋势，其中N代表MQW 发光层的总对数，所述发光层总对数为3‑40对；所述超晶格量子垒层中AlGaN/n‑GaN交替堆叠的对数大于1且小于等于100；所述衬底为蓝宝石、碳化硅、硅、锗、氮化镓、氮化铝镓或氮化铝；所述超晶格量子垒层中n‑GaN层的n型掺杂杂质为Si元素；所述LED结构中P型GaN层中p型掺杂杂质为Mg元素；每对所述MQW发光层中AlGaN 层Al组分变化范围为0%‑40%，n‑GaN层n型杂质浓度变化范围为5×1016cm‑3‑1×1019cm‑3；每对所述MQW发光层中的AlGaN 层厚度变化范围为0.1nm至40nm，所述n‑GaN层厚度变化化范围为0.3nm至120nm；每对所述MQW发光层中的AlGaN与相应的n‑GaN层的厚度比例为1:5‑1:1之间。