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    一種氮化物發光二極管的外延結構制造技術

    技術編號:13668832 閱讀:118 留言:0更新日期:2016-09-07 11:24
    本發明專利技術公開了一種氮化物發光二極管的外延結構,通過在多量子阱發光區的V?pits上方填充鈍化層/DBR/Al量子點的復合結構,鈍化層阻擋電子和空穴擴散至V?pits,降低V?pits中缺陷的非輻射復合,而DBR將量子阱發出的光反射,防止光被V?pits中的缺陷吸收,同時,Al量子點形成光反射和表面等離激元,進一步引導光波導方向。通過鈍化層/DBR/Al量子點復合結構的多重壘加效應,提升量子阱的發光效率。

    【技術實現步驟摘要】

    本專利技術涉及半導體光電器件領域,特別是一種氮化物發光二極管的外延結構
    技術介紹
    現今,發光二極管(LED),特別是氮化物發光二極管因其較高的發光效率,在普通照明領域已取得廣泛的應用。因氮化物發光二極管的底層存在缺陷,在生長量子阱時缺陷延伸會形成V-pits,形成非輻射復合中心,導致電子容易通過V-pits的漏電通道泄漏并吸收量子阱發出的光,形成漏電和非輻射復合,降低發光效率、發光強度和ESD。
    技術實現思路
    本專利技術的目的是:提供一種氮化物發光二極管的外延結構,通過在多量子阱發光區域的V-pits上方填充鈍化層/DBR/Al量子點的復合結構,使非摻雜的鈍化層阻擋電子和空穴擴展至V-pits,降低非輻射復合,而DBR(分布布拉格反射層)則將量子阱發光的光反射,防止光被V-pits中的缺陷吸收,同時,Al量子點形成的光反射和表面等離激元,進一步引導光波導方向,通過多重壘加的效應提升氮化物發光二極管的發光效率。一種氮化物發光二極管的外延結構,依次包括襯底,N型氮化物,多量子阱,V-pits,鈍化層/DBR/Al量子點,P型氮化物,P型接觸層以及DBR,其特征在于:多量子阱發光區的V-pits上方填充鈍化層/DBR/Al量子點的復合結構,鈍化層阻擋電子和空穴擴散至V-pits,降低V-pits中缺陷的非輻射復合,而DBR將量子阱發出的光反射,防止光被V-pits中的缺陷吸收,同時,Al量子點形成光反射和表面等離激元,進一步引導光波導方向。通過鈍化層/DBR/Al量子點復合結構的多重壘加效應,結合P型半導體層一側的DBR,使量子阱發出的光反射至襯底一側,提升氮化物發光二極管的發光效率。進一步地,所述復合結構中的鈍化層包含氮化硅SiNx,氮化鋁AlN,氮化硼BN,二氧化硅SiO2等材料,用于阻擋電子和空穴擴散至V-pits,降低V-pits中缺陷的非輻射復合。進一步地,所述鈍化層/DBR/Al量子點的鈍化層厚度為1~100nm,DBR厚度為1~100nm,Al量子點大小為1~100nm。進一步地,所述鈍化層為非摻雜材料,背景載流子濃度為1E15~1E17cm-3,通過高電阻和高勢壘的鈍化層材料阻止電子和空穴擴展至V-pits,改善漏電和降低非輻射復合。進一步地,所述V-pits的大小為50~500nm,密度為1E7~1E10cm-2。進一步地,所述襯底為藍寶石、碳化硅、硅、氮化鎵、氮化鋁、氧化鋅適合外延生長的襯底。附圖說明圖1為本專利技術實施例的氮化物發光二極管外延結構示意圖。圖2為本專利技術實施例的氮化物發光二極管的光波導示意圖。圖示說明:100:襯底,101:緩沖層,102:N型氮化物,103:多量子阱,104:V-pits,105:鈍化層,106:DBR,107:Al量子點,108:P型氮化物,109:P型接觸層,110:DBR。具體實施方式傳統的氮化物發光二極管,因晶格失配和熱失配在氮化物生長過程中會形成缺陷,生長多量子阱時該位錯會延伸形成V-pits,而該V-pits形成非輻射復合中心,導致電子容易通過V-pits的漏電通道泄漏和吸收光,形成漏電和非輻射復合,降低發光強度和ESD。為了解決V-pits內缺陷的吸光及形成非輻射復合中心的問題,本專利技術提出的一種氮化物發光二極管的外延結構,如圖1所示,依次包括:襯底100,緩沖層101,N型氮化物102,多量子阱103,V-pits 104,鈍化層(105)/DBR(106)/Al量子點(107)的復合結構,P型氮化物108,P型接觸層109和DBR 110。首先,使用金屬有機化學氣相沉積反應腔,在襯底上依次外延生長緩沖層、N型氮化物、多量子阱,并在量子阱發光區形成V-pits,密度為1E8cm-2,直徑為200nm。然后,在V-pits上方填充無摻雜的鈍化層BN層,厚度為10nm,沉積厚度為10nm的DBR和大小為20nm的Al量子點,形成鈍化層BN/DBR/Al量子點的復合結構。鈍化層BN背景載流子濃度為5E16cm-3,通過高電阻和高勢壘的鈍化層材料,阻擋電子和空穴擴散至V-pits,降低V-pits中缺陷的非輻射復合,改善漏電和降低非輻射復合。而DBR將量子阱發出的光反射,防止光被V-pits中的缺陷吸收,同時,Al量子點形成光反射和表面等離激元,進一步引導光波導方向。通過鈍化層BN/DBR/Al量子點復合結構的多重壘加效應,結合P型一側的DBR,使量子阱發出的光反射至襯底一側,提升氮化物發光二極管的發光效率,如圖2所示。以上實施方式僅用于說明本專利技術,而并非用于限定本專利技術,本領域的技術人員,在不脫離本專利技術的精神和范圍的情況下,可以對本專利技術做出各種修飾和變動,因此所有等同的技術方案也屬于本專利技術的范疇,本專利技術的專利保護范圍應視權利要求書范圍限定。本文檔來自技高網...
    一種氮化物發光二極管的外延結構

    【技術保護點】
    一種氮化物發光二極管的外延結構,依次包括襯底,N型氮化物,多量子阱,V?pits,鈍化層/DBR/Al量子點的復合結構,P型氮化物,P型接觸層以及DBR,其特征在于:多量子阱發光區的V?pits上方填充鈍化層/DBR/Al量子點的復合結構,鈍化層阻擋電子和空穴擴散至V?pits,降低V?pits中缺陷的非輻射復合,而DBR將量子阱發出的光反射,防止光被V?pits中的缺陷吸收,同時,Al量子點形成光反射和表面等離激元,進一步引導光波導方向。

    【技術特征摘要】
    1.一種氮化物發光二極管的外延結構,依次包括襯底,N型氮化物,多量子阱,V-pits,鈍化層/DBR/Al量子點的復合結構,P型氮化物,P型接觸層以及DBR,其特征在于:多量子阱發光區的V-pits上方填充鈍化層/DBR/Al量子點的復合結構,鈍化層阻擋電子和空穴擴散至V-pits,降低V-pits中缺陷的非輻射復合,而DBR將量子阱發出的光反射,防止光被V-pits中的缺陷吸收,同時,Al量子點形成光反射和表面等離激元,進一步引導光波導方向。2.根據權利要求1所述的一種氮化物發光二極管的外延結構,其特征在于:所述復合結構中的鈍化層用于阻擋電子和空穴擴散至V-pits,降低V-pits中缺陷的非輻射復合。3.根據權利要求1所述的一種氮化物發光二極管的外延結構,其特征在于:所述復合結構中的DBR將量子阱發出的光反射,防止光被V-pits中的位錯及缺陷吸收。4.根據權利要求1所述的一種氮化物發...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:鄭錦堅鐘志白楊煥榮李志明杜偉華鄧和清伍明躍周啟倫林峰李水清康俊勇
    申請(專利權)人:廈門市三安光電科技有限公司
    類型:發明
    國別省市:福建;35

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