本實用新型屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有復(fù)合式多量子阱層的發(fā)光二極管。

背景技術(shù)：

發(fā)光二極管（英文為Light Emitting Diode，簡稱LED）是一種固態(tài)半導(dǎo)體器件，被廣泛用于指示燈、顯示屏等照明領(lǐng)域發(fā)。其中，氮化鎵系發(fā)光二極管因其帶隙覆蓋各種色光，成為國內(nèi)外產(chǎn)學(xué)研各界重點研究的對象，尤其是近年來有源區(qū)結(jié)構(gòu)逐漸成為各界研究的熱點。由于有源區(qū)中量子阱段長晶溫度低且In摻雜較高，極易形成大而密的漏電通道，該漏電通道促成了載流子的過沖現(xiàn)象，使得有源區(qū)的輻射復(fù)合效率隨著載流子濃度的增加或者器件操作溫度的升高而呈下降趨勢，即產(chǎn)生Efficiency Droop。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本實用新型提出一種具有復(fù)合式多量子阱層的發(fā)光二極管，至少包括：一襯底，及依次位于所述襯底上的N型層、復(fù)合式多量子阱層和P型層，所述復(fù)合式多量子阱層包括交替層疊的勢壘層和勢阱層，其特征在于：所述勢阱層包括帶隙能級依次增大且周期性層疊的第一氮化物層、第二氮化物層和第三氮化物層。

優(yōu)選的，所述第一氮化物層為氮化銦層。

優(yōu)選的，所述第二氮化物層為銦鎵氮層。

優(yōu)選的，所述第三氮化物層為氮化鋁層。

優(yōu)選的，所述多量子阱層還包括一位于所述勢阱層上的保護層。

優(yōu)選的，所述勢阱層的周期數(shù)為1~20。

優(yōu)選的，所述復(fù)合式多量子阱層的周期數(shù)為1~30。

優(yōu)選的，所述第一氮化物層的厚度為3~50?。

優(yōu)選的，所述第二氮化物層的厚度為3~50?。

優(yōu)選的，所述第三氮化物層的厚度為3~50?。

優(yōu)選的，所述襯底上具有一緩沖層，所述N型層位于該緩沖層上。

附圖說明：

附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的限制。此外，附圖數(shù)據(jù)是描述概要，不是按比例繪制。

圖1 為本實用新型具體實施方式之發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2 為本實用新型具體實施方式之勢阱層結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)示：100：襯底；200：緩沖層；300：N型層；400：復(fù)合式多量子阱層；410：勢阱層；411：氮化銦層；412：銦鎵氮層；413：氮化鋁層；420：勢壘層；430：保護層；500：P型層。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的具體實施方式進行詳細(xì)說明。

請參看附圖1，本發(fā)明提供的一種具體復(fù)合式多量子阱層400的發(fā)光二極管，包括：一襯底100，及依次位于襯底100上的N型層300、復(fù)合式多量子阱層400和P型層500。

襯底100通常為藍(lán)寶石、氮化硅、硅、砷化鎵、氮化鎵、氮化鋁或者氮化銦等，本實施例中，該襯底100優(yōu)選為藍(lán)寶石襯底，同時為了緩解藍(lán)寶石襯底100與N型層300之間的晶格差異，于藍(lán)寶石襯底100上先沉積一緩沖層200，N型層300位于緩沖層200上。

復(fù)合式多量子阱層400包括交替層疊的勢壘層420和勢阱層410，此外，復(fù)合式多量子阱層400還包括一位于所述勢阱層410的保護層430，本實施例中，保護層430與勢壘層420相同，均為氮化鎵，在其它實施方式中，兩者可以不同。更進一步地，如圖附圖2所述，每一周期內(nèi)的勢阱層410包括帶隙能級依次增大且周期性層疊的第一氮化物層、位于第一氮化物層上的第二氮化物層、以及位于第二氮化物層上的第三氮化物層。本實施例中，第一氮化物層為氮化銦層411，第二氮化物層為銦鎵氮層412，第三氮化物層為氮化鋁層413。

具體地，參看附圖3，復(fù)合式多量子阱層400的生長過程如下：

首先，低溫下通入TMIn，形成一層表面微粗的氮化銦層411，表面微粗結(jié)構(gòu)為富銦聚集點，富銦聚集點的分布及數(shù)量與氮化銦層411的生長溫度及厚度有關(guān)，因此本實施例優(yōu)選氮化銦層411的生長溫度為400~600℃、厚度為3~50?；氮化銦層411生長完成后，在其上生長一銦鎵氮層412，表面微粗化的氮化銦層411為銦鎵氮層412提供了更多的復(fù)合輻射中心，提升了銦鎵氮層412的發(fā)光強，銦鎵氮層412的厚度為3~50?；接著于銦鎵氮層412上生長厚度為3~50?的氮化鋁層413，氮化鋁層413高的勢能可以有效的削弱載流子的過沖現(xiàn)象，從而改善有源區(qū)的復(fù)合輻射效率，提升器件的內(nèi)量子效率及熱穩(wěn)定性；同時改善了器件的漏電流及抗靜電性能；重復(fù)上述步驟1~20次，形成勢阱層410；

然后于勢阱層410上生長一氮化鎵保護層430，用于保護勢阱層410的晶體質(zhì)量不被后續(xù)生長的勢壘層420生長時的高溫環(huán)境所破壞。

重復(fù)勢阱層410、保護層430及勢壘層420的形成步驟1~30次，最終形成復(fù)合式量子阱層400。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型提供的多量子阱層的勢阱層410由周期性的氮化銦層411、銦鎵氮層412和氮化鋁層413組成，其中，帶隙能級最小的氮化銦層411作為富銦聚集點，提升了銦鎵氮層412的發(fā)光強度；提升了器件的內(nèi)量子效率（Efficiency Droop）及熱穩(wěn)定性(Hot cold factor)；同時改善了器件的漏電流及抗靜電性能。特別地，銦鎵氮層412位于氮化銦層411和氮化鋁層413之間，該排列方式的目的在于經(jīng)表面微粗化處理氮化銦可以為銦鎵氮層412提供更多的復(fù)合輻射中心，而帶隙能級最高的氮化鋁層413可以對載流子的過沖起到有效的削弱作用，可有效改善因載流子濃度增大或器件操作溫度上升時帶來的Efficiency Droop效應(yīng)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，上述具體實施方案為本實用新型的優(yōu)選實施例，本實用新型的范圍不限于該實施例，凡依本實用新型所做的任何變更，皆屬本實用新型的保護范圍之內(nèi)。