30与量子阱层50之间的晶格失配，降低了量子阱层50的极化效应。同时，调节缓冲层40中第一缓冲层41和第二缓冲层42中In组份浓度，使两者晶格常数相等，实现缓冲层40内无极化效应，增大量子阱的等效带隙能级，减少波长蓝移；同时提升电子与空穴的有效复合机率。
[0025]实施例2
参看附图2，本实施例与实施例1的区别在于，缓冲层40’位于量子阱层50与电子阻挡层60之间，用于减少量子阱层50与电子阻挡层60之间的晶格失配，且缓冲层40’与量子阱层50的晶格常数相同。缓冲层40’为由晶格常数相同的第一缓冲层41’和第二缓冲层42’组成的双层结构，且第二缓冲层42’位于第一缓冲层41’上，同时缓冲层40’的带隙能级高于量子阱层50。
[0026]具体地，先在InGaN/GaN量子阱层50上生长材料为InaGapaN的第一缓冲层41 ’，后生长材料为InbAh-bN的第二缓冲层42’，其中，第一缓冲层41’的生长条件与量子阱层50中InGaN阱层的生长条件相同，缓冲层40’的晶格常数与InGaN阱层的相等，减小量子阱层50与后续生长的P型层70的晶格失配，同时第二缓冲层42’的带隙能级大于第一缓冲层41’的带隙能级，与电子阻挡层60同时起到双层阻挡作用。
[0027]在本实施例中，InGaN阱层的厚度为28?38A，GaN皇层的厚度为60?180A，优选第一缓冲层的厚度与InGaN阱层的厚度相同，作为电子-空穴有效复合辐射层;第二缓冲层的厚度大于GaN皇层的厚度为300A，用于减小电子的迀移率；量子阱层50的晶格常数为优选3.25,调节第一缓冲层41 ’和第二缓冲层42’中In组份分别为17.8%、32.2%，使缓冲层40’与量子阱层50的晶格常数相同，低量子阱层60与后续生长的P型层70之间的极化效应。
[0028]现有发光二极管中，由于P型杂质的活化效率较低，使得P型层内活化空穴的浓度远远低于η型层内电子浓度，且由于空穴的迀移率较小，为480cm2/VS(仅为电子迀移率的I/3?1/2)，如此，导致活化空穴主要集中在靠近P型层附近的量子阱内，而电子的迀移速率(1500cm2/VS)远远高于空穴，发光区域主要集中在靠近P型层附近的量子阱内，造成发光效率低的现象。本实施例于量子阱50层与电子阻挡层60之间插入一缓冲层，一方面增加量子阱层50的有效发光区域，提升LED的内量子效率。一方面阻挡电子的迀移，防止电子溢流现象，改善Droop效应；
实施例3
参看附图3，本实施例与实施例1、2的区别在于:缓冲层40和缓冲层40’分别位于量子阱层50的两侧(S卩N型层30与量子阱层50之间的缓冲层40、电子阻挡层60与量子阱层50之间的缓冲层40’)。其中，缓冲层40为晶格常数相同的第一缓冲层41和第二缓冲层42交替形成的超晶格结构，其周期数为I?10;缓冲层40’为双层结构，且第二缓冲层42’位于第一缓冲层41 ’之上;缓冲层40为η型掺杂层或未掺杂层，η型掺杂杂质为S1、Sn、S、Se、Te中的任意一种，用于调节N型层30与量子阱层50之间的应力；缓冲层40’为P型掺杂或未掺杂层，P型掺杂杂质为Be、Mg、Zn、Cd、C中的任意中一种，优选缓冲层40中，其第一缓冲层41为未掺杂层，第二缓冲层42的掺杂杂质为Si，增加电子的横向扩展能力；而缓冲层40’的掺杂杂质均为Mg，提供空穴。
[0029]当然，作为本实施例的变形实施方式缓冲层40’也可以是晶格常数相同的第一缓冲层41’和第二缓冲层42’交替形成的超晶格结构，其周期数为I?10。通过超晶格结构的缓冲层40、40’逐步释放量子阱层60与N型层30及P型层70因晶格失配而产生的应力，减小量子阱极化效应。
[0030]通过在量子阱层50两侧分别插入与其晶格常数相同的缓冲层40和缓冲层40’，减小量子阱层50与N型层30、P型层70的晶格失配，改善量子阱层50两端的极化效应，提升LED器件的出光效率。
[0031]应当理解的是，上述具体实施方案为本发明的优选实施例，本发明的范围不限于该实施例，凡依本发明所做的任何变更，皆属本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种发光二极管，依次包括N型层、量子阱层、P型层，其特征在于:于所述量子阱层一侧或者两侧插入一缓冲层，所述缓冲层包括第一缓冲层和第二缓冲层，且所述第一缓冲层的晶格常数与所述第二缓冲层的晶格常数相同。2.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于:所述缓冲层为含In氮化物，调节第一缓冲层和第二缓冲层中In组份浓度，使所述缓冲层内无极化效应。3.根据权利要求2所述的一种发光二极管，其特征在于:所述第一缓冲层的材料为InaGa1-aN，所述第二缓冲层的材料为InbAl ^bN，其中a>0、b>0。4.根据权利要求3所述的一种发光二极管，其特征在于:所述第一缓冲层的In组份为15%?25%，所述第二缓冲层的In组份为14%?35%。5.根据权利要求3所述的一种发光二极管，其特征在于:所述缓冲层与所述量子阱层的晶格常数相匹配。6.根据权利要求5所述的一种发光二极管，其特征在于:所述缓冲层的晶格常数为3.20?3.30 .7.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于:所述缓冲层位于量子阱层与P型层之间，其带隙能级大于所量子阱层的带隙能级。8.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于:所述缓冲层位于量子阱层与P型层之间，在所述缓冲层与P型层之间还设有电子阻挡层，所述缓冲层与所述电子阻挡层构成双阻挡层结构。9.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于:所述缓冲层位于量子阱层与P型层之间，作为电子-空穴有效复合辐射层。10.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于:所述缓冲层位于量子阱层与P型层之间，其中第二缓冲层的厚度大于所述量子阱层之皇层的厚度，以减小电子的迀移率。11.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于:所述缓冲层位于量子阱层与N型层之间，第一缓冲层为未掺杂层，第二缓冲层的N型掺杂，增加电子的横向扩展能力。12.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于:所述缓冲层为第一缓冲层与第二缓冲层交替堆叠的周期性结构。
【专利摘要】本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种发光二极管，其依次包括N型层、量子阱层、P型层，其特征在于：于所述量子阱层一侧或者两侧插入一缓冲层，所述缓冲层包括第一缓冲层和第二缓冲层，且所述第一缓冲层的晶格常数与第二缓冲层的晶格常数相同。本发明通过设计晶格常数相同的第一缓冲层和第二缓冲层，使缓冲层内无极化效应，进而改善N型层与量子阱层、P型层与量子阱层之间的晶格失配，减少量子阱层的极化效应。
【IPC分类】H01L33/06, H01L33/12
【公开号】CN105514239
【申请号】CN201610098089
【发明人】蓝永凌, 张家宏, 林兓兓, 黄文宾
【申请人】安徽三安光电有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年2月23日