CN204257685U - 一种生长在蓝宝石衬底上的InGaN/GaN多量子阱结构 - Google Patents
一种生长在蓝宝石衬底上的InGaN/GaN多量子阱结构 Download PDFInfo
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Abstract
一种生长在蓝宝石衬底上的InGaN/GaN 多量子阱结构，包括生长在蓝宝石衬底层上的uGaN层，生长在uGaN层上的nGaN层，生长在nGaN层上的缓冲层，缓冲层上外延生长的7 ～ 20组InGaN/GaN量子阱构成多量子阱层，所述多量子阱层中设置有In组分渐变的InGaN层，在该多量子阱层的上方生长有GaN基LED所需的PA1GaN层和PGaN层；本实用新型的多量子阱结构利用在生长量子阱和量子势垒生长条件过程中保持IN成分渐变增加生长，改变量子阱中的能带机构来降低极化电厂对LED的影响，大大提高了发光效率，同时获取高质量InGaN/GaN多量子阱的LED 外延片。
Description
技术领域
本实用新型属于量子阱生长技术领域，具体涉及一种生长在蓝宝石衬底上的InGaN/GaN多量子阱结构。
背景技术
Ⅲ族氮化物半导体材料由于其宽禁带等优点，在发光二级管中近年来已取得技术上的突破，并迅速产业化，以InGaN/GaN量子阱结构作为发光器件LED的有源层，其发光效率比传统的Ⅲ-V半导体材料高，目前，一般认为其较高的发光效率源于量子阱中In组分不均匀或者富In量子点而强局域化的激子发光，另外由于GaN基半导体材料存在较强的自发极化和压电极化现象，在量子阱区域形成很难消除的内建电场，这一极化电厂导致InGaN/GaN量子阱能带由平带变倾斜，使得电子和空穴产生空间分离，降低内量子效率，影响光电性能，而这种极化电厂目前很难消除。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种生长在蓝宝石衬底上的InGaN/GaN 多量子阱结构，其光电性能好，并可降低极化电厂对LED的影响。
本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种生长在蓝宝石衬底上的InGaN/GaN 多量子阱结构，包括生长在蓝宝石衬底层上的uGaN层，生长在uGaN层上的nGaN层，生长在nGaN层上的nA层，生长在nA层上的n-层，在所述n-层生长有缓冲层，所述缓冲层采用InGaN与GaN的超晶格结构，其包括16～30组的GaN/InGaN量子阱，其中InGaN的厚度在0.5～0.9nm之间，GaN的厚度在0.5～1 nm之间，所述缓冲层上外延生长的7～20组InGaN/GaN量子阱构成的多量子阱层，所述多量子阱层为在900℃～1100℃生长的多量子阱层，能够有效增加电流效率，提高LED发光器件的性能；所述多量子阱层中设置有In组分渐变的InGaN层，In组分在20％～40％渐变递增，所述多量子阱层的上方生长有GaN基LED所需的PA1GaN层和PGaN层。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种生长在蓝宝石衬底上的InGaN/GaN 多量子阱结构，其选用金属有机物化学气相沉积法，利用在生长量子阱和量子势垒生长条件过程中保持IN成分渐变增加生长，改变量子阱中的能带机构来降低极化电厂对LED的影响，大大提高了发光效率，同时获取高质量InGaN/GaN多量子阱的LED外延片。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：1.蓝宝石衬底层，2.uGaN层，3.nGaN层，4.nA层，5.n-层，6.缓冲层，7.多量子阱，8.PA1GaN层，9.PGaN层。
具体实施方式
参照说明书附图对本实用新型作进一步详细的说明：
如图1所示，一种生长在蓝宝石衬底上的InGaN/GaN 多量子阱结构，包括生长在蓝宝石衬底层1上的uGaN层2，生长在uGaN层2上的nGaN层3，其厚度为160nm,生长在nGaN3层上的nA层4，其厚度为190nm,生长在nA层4上的n-层5，其厚度为220nm，所述nA层比nGaN3层具有更多的侧向外延成分,所述n-层比nA层具有更多的侧向外延成分,从而有效降低了外延片中的位错密度,减少了外延片中的残余张应力，提高了晶体生长质量，使电流分布更均匀；在所述n-层5生长有缓冲层6，所述缓冲层6采用的是InGaN与GaN的超晶格结构，所述缓冲层6包括16-30组的GaN/InGaN量子阱，其中InGaN的厚度在0.5～0.9 nm之间，GaN的厚度在0.5～1 nm之间，有利于提高缓冲层6的缓冲效果。
所述缓冲层6上外延生长的7～20组InGaN/GaN量子阱构成多量子阱层7，选用高纯氮气作载气，所述多量子阱层7为在900℃～1100℃生长的多量子阱层7，所述多量子阱层7中设置有In组分渐变的InGaN层，In组分在20％～40％渐变递增，选用SiH4进行n型掺杂，掺杂浓度介于1.0E+17cm-3 和5.0E+18cm-3 之间递增。
在高温下，以氢气为载气，多量子阱层7的上方生长有GaN基LED所需的PA1GaN层8和PGaN层9。
本实用新型的一种生长在蓝宝石衬底上的InGaN/GaN 多量子阱结构，其选用金属有机物化学气相沉积法，利用在生长量子阱和量子势垒生长条件过程中保持IN成分渐变增加生长，改变量子阱中的能带机构来降低极化电厂对LED的影响，大大提高了发光效率，同时获取高质量InGaN/GaN多量子阱的LED 外延片。
除说明书所述技术特征外，均为本专业技术人员已知技术。
Claims (1)
1.一种生长在蓝宝石衬底上的InGaN/GaN 多量子阱结构，其特征在于：包括生长在蓝宝石衬底层（1）上的uGaN层（2），生长在uGaN层（2）上的nGaN层（3），生长在nGaN层（3）上的nA层（4），生长在nA（4）层上的n-层（5），在所述n-层（5）生长有缓冲层（6），所述缓冲层（6）采用InGaN与GaN的超晶格结构，包括16-30组的GaN/InGaN量子阱，其中InGaN的厚度在0.5～0.9 nm之间，GaN的厚度在0.5～1 nm之间，所述缓冲层（6）上外延生长的7-20组InGaN/GaN量子阱构成的多量子阱层（7），所述多量子阱层（7）为在900℃～1100℃生长的多量子阱层（7），所述多量子阱层（7）中设置有In组分渐变的InGaN层，In组分在20％～40％渐变递增，所述多量子阱层（7）的上方生长有GaN基LED所需的pA1GaN层（8）和pGaN层（9）。
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|---|---|---|---|---|
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