一种黄绿光发光二极管 技术领域

[0001] 本发明属于光电子技术领域， 具体涉及一种黄绿光发光二极管。

背景技术

[0002] 半导体发光二极管因其具有体积小、 耗电低、 寿命长和节能环保等优点得到了 广泛应用。 随着金属有机物物化学气相沉积 （MOCVD） 外延生长技术的成熟， 以 具有较高的内量子效率。

[0003] 黄绿光发光二极管因其波长短， 八1组分需非常的高 （接近间接带隙）

， 其发光效率非常低， 高^组分又引入很多的氧形成深能级缺陷， 加重俄歇复 合， 同时量子阱的深度也变得很浅， 对载流子的限制也会变弱。 目前获得高效 率光绿光的普遍做法是加多量子阱的个数， 但是过多的量子阱对器件的可靠性 有一定的影响。

发明概述

技术问题

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 针对前述问题， 本发明提出一种采用无应变量子阱和大应变的 量子阱组合的有 源层结构， 提高内量子效率。

[0005] 根据本发明的第一个方面： 一种黄绿光发光二极管， 包括： 第一类型半导体层 、 有源层和第二类型半导体导， 其特征在于： 所述有源层依次包含第一量子阱 、 第二量子阱、 应变补偿层和第三量子阱， 其中所述第一量子阱结构为无应变 量子阱， 所述第二、 第三量子阱为应变量子阱。

[0006] 根据本发明的第一个方面： 一种黄绿光发光二极管， 第一类型半导体层、 有源 层和第二类型半导体导， 其特征在于： 所述有源层依次包含第一量子阱、 第二 量子阱， 其中所述第一量子阱结构为无应变量子阱， 所述第二量子阱为应变量 子阱， 在所述第二量子阱内插入应变补偿层。 \¥0 2019/105204 卩（：17 \2018/114896

[0007] 可选地， 所述应变量子阱的阱层的 组分低于所述无应变量子阱的阱层的八1组 分。

[0008] 可选地， 所述应变量子阱的阱层的 III组低于所述无应变量子阱层的阱层的 ¾组 分。

[0009] 可选地， 所述应变量子阱的带宽与所述无应变量子阱的 带宽相同或近似。

[0010] 可选地， 所述应变补偿层的 组分高于所述第一量子阱层的垒层的 组分。

[0011] 可选地， 所述应变补偿层的 III组分高于所述第一量子阱层的垒层的 III组分。

[0012] 可选地， 所述第一量子阱的阱层的八1组分为 10%-30%， 垒层的八1组分为 50%~7

0%。

[0013] 可选地， 所述应变量子阱的应变形式为张应变， 应变量为 2500PPM以上。 较佳 的， 其应变量为 10000PPM以上， 例如 10000~200000PPM。

[0014] 可选地

其中八1组分 的取值为 5~25%， ¾组分 的取值为 0.2~0.5。

[0015] 可选地， 所述应变补偿层的应变形式为压应变， 应变量为 2500PPM以上。 较佳 的， 其应变量为 10000PPM以上， 例如 10000~200000PPM。

[0016] 可选地， 所述应力补偿层的材料为（八1 _! ^ ₁ _ _）111 其中八1组分 \为0.7~1， ¾ 组分）^为0.5~1。

[0017] 可选地， 应变补偿层的厚度为 20~150腿。

[0018] 可选地， 所述各个应变量子阱的对数为 1~20对。

发明的有益效果

有益效果

[0019] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中 阐述， 并且， 部分地从说明书中 变得显而易见， 或者通过实施本发明而了解。 本发明的目的和其他优点可通过 在说明书、 权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实 现和获得。

对附图的简要说明

附图说明

[0020] 附图用来提供对本发明的进一步理解， 并且构成说明书的一部分， 与本发明的 实施例一起用于解释本发明， 并不构成对本发明的限制。 此外， 附图数据是描 \¥0 2019/105204 卩（：17 \2018/114896 述概要， 不是按比例绘制。

[0021] 图 1为根据本发明实施的一种黄绿光发光二极管� �结构示意图。

[0022] 图 2为图 1所示发光二极管的能带示意图。

发明实施例

本发明的实施方式

[0023] 以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的 实施方式， 借此对本发明如何应 用技术手段来解决技术问题， 并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以 实 施。 需要说明的是， 只要不构成冲突， 本发明中的各个实施例以及各实施例中 的各个特征可以相互结合， 所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内 。

[0024] 请参看图 1， 本发明第一个较佳实施例之一种黄绿光发光二 极管， 从下到上依 次可以包括 N型覆盖层 130、 有源层 150、 ？型覆盖层 170。 可选的， X型覆盖层的 一侧设置有生长衬底 100、 缓冲层 110、 反射层 120等， 在N型覆盖层 1300与有源 层 150之间可以含有 N型波导层 140， 在有源层 230与？型覆盖层 170之间可以设有？ 型波导层 160， 在?型覆盖层 250上方设有窗口层 180等， 其中， 衬底 100可以为 八8衬底， 掺杂杂质可以为硅元素， 掺杂浓度可以为 10 ¹⁸ 〜 2.5X10 - !!! - ³ ， 厚度可 以为 300〜 360^1111; 缓冲层 110可选用 0&八 ₈ ， 掺杂杂质可以为硅元素， 掺杂浓度 厚度可以为 140〜 26011111。 反射层 120可以交替层叠

[0025] 具体的， N型覆盖层 130和?型覆盖层 170的材料根据有源层 150的带隙进行选择 ， 对于发光波长为 67011111以下， 特别是 64〇11111以下的有源层， 其带隙较大 (一般 为 1. 以上) ， 覆盖层需要采用高带隙材料， 一般选用

材料 (0 < 1?£0.5)， 材料体系中， 带隙最高的匹配材料为八1。 _.5 111 _().5 ?， 因 此在本实施例中， N型覆盖层 130和?型覆盖层 170均采用八1。 _.5 111 _0. ^材料， 因此可 使得有源层 150与？型覆盖层 170之间带隙差最大化。 可选的， N型覆盖层 130的掺 杂浓度可以为 8x10 ¹⁷ 〜 3x10 - !^ ³ ， 厚度可以为 250〜 55011111; 型覆盖层 170的 掺杂浓度可 厚度可以为 400〜 60011111。

[0026] 有源层 150为多量子阱结构， 其依次包括第一量子阱 151、 第二量子阱 152、 应 变补偿层 154和第三量子阱 153 , 其中第一量子阱 151为无应变量子阱， 第二量子 \¥0 2019/105204 卩（：17 \2018/114896 阱 152、 第三量子阱 153为应变量子阱。 通过调整应变量子阱的阱层 组分或 /和1 II组分， 一方面实现有源层发射短波长光， 另一方面实现应变， 例如可以调整阱 层的 ¾组分或八1组分， 实现短波同时实现使应变量子阱呈应变的状态 。 进一步的 ， 在第二量子阱层 152和第三量子阱层 153之间插入一应变补偿层 154, 其应变形 式与第一、 第二量子阱的应变形式相反， 用于防止出现晶格弛豫。 较佳的， 第 二量子阱 152和第三量子阱 153各自不超过 20对。

[0027] 可选的， 通过同时减少应变量子阱之阱层的八1组分和 III组分， 使得应变量子阱 的带宽与第一量子阱 （无应变量子阱） 的带宽基本一致， 同时呈张应变的状态 ， 此时控制应变补偿层 154的 ¾组分， 使其呈压应变的状态， 如此应变量子阱 （ 第二、 第三量子阱） 的阱层的 组分和 ¾组分分别低于第一量子阱层的阱层的八1 组分和 ¾组分， 其应变量控制在 2500PPM以上为佳， 应变补偿层 154的 ¾组分分 别高于第一量子阱层 151的垒层的 ¾组分， 其应变量同样控制在 2500PPM以上为 佳。

[0028] 在一个具体实施例中， 第一量子阱 :^由^:^ ^:^ ^量子阱构成， 其阱 层的八1组分为 10%-30%， 垒层的八1组分为 50%~70%， 阱层和垒层的厚度为 2~511 111, 对数为 1~20对， 例如可以取 10~15对， 整个第一量子阱的总厚度为 5~10〇11111 ; 第二、 第二量子阱由（八1 _!42 0& _1-!42 ） ₁ _）111 /

量子阱构成， 其中阱层的八1组分为 5~25%， ¾组分取值为 0.2~0.5， 厚度为 ， 垒层的材料与第一量子阱的垒层一样， 厚度为 第二、 第三量子阱的较 佳对数分别控制在 15对以内； 应力补偿层 1

， 其中八1组分 为 0.7~1， III组分 为0.5~1， 厚度为 50~15〇11111为佳。 在一个具体 的实施例中， 第一量子阱 1

III〇 _.5 ） 第二量子阱 152、 第三量子阱153的阱层为（八1。 _.2 0&。 _.8 ）。 _.7 111（） _.3 ?， 应变补偿 层 154为（ 。 _.! ^（） _.2 ）（） _.3 111（^， 此情况下， 应变量子阱 （第二、 第三量子阱） 可实 现一个大的应变， 其应变量可以达到 10000PPM以上， 例如 10000~20000PPM之 间， 相对就， 应变补偿层的应变量也同样可以达到 10000PPM以上。 图 2显示了 本实施例的带宽分布图， 从图中可看出， 第一、 第二、 第三量子阱的带宽基本 相同， 如此保证了发光波长的一致性。 \¥0 2019/105204 卩（：17 \2018/114896

[0029] 在本实施例， 采用无应变量子阱和应变量子阱的组合， 并在应变量子阱中插入 应变补偿层防止出现晶格弛豫， 减少了部分量子进的 ^组分， 使得器件可靠性 更强， 同时提高量子阱对载流子的限制作用提高内量 子效率。 采用大应变量子 阱， 进一步提高 体系黄绿光的内量子效率， 同时使用应变补偿层防止量 子阱应变弛豫产生缺陷。

[0030] 在上面的实施例中， 在无应变量子阱层之后设置了两个应变量子阱 （第二、 第 三量子阱） ， 该两个应变量子阱的结构、 材料、 组分等各项参数可以是相同的 ， 也可以不相同， 并在两个应变量子阱之间插入应变补偿层。 在另一些实施例 中， 也可以在无应变量子阱上设置应变量子阱， 该应变量子阱中插入一个或多 个应变补偿层， 例如在应变量子阱中均匀地插入多个应变补偿 层， 每隔设定厚 度插入一层应变补偿层， 间隔的厚度保证在临界厚度 （参照前述说明） 范围内 ， 例如每 3~10对应变量子阱插入一层应变补偿层， 此时应变补偿层的厚度以 20~ 5011111以佳。

[0031] 很明显地， 本发明的说明不应理解为仅仅限制在上述实施 例， 而是包括利用本 发明构思的所有可能的实施方式。