带有掺杂的多层量子阱多元化合物半导体高效率发光组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体发光组件技术领域，尤其是涉及带有掺杂的多层量子阱多元化合物半导体高效率发光组件。
【背景技术】
[0002]半导体发光二极管光源寿命长、功耗低、可靠性好，在生产和生活的许多领域得到了普遍的认可，用途广泛。目前，发光二级管的量子阱结构部分主要是多量子阱的结构设计，而量子阱在高温环境下，因材料本身会造成波长红移以及亮度衰减，这就限制了二极管的适用范围，为了扩大二极管的适用范围，有必要研发一种在高温下，能保持较高效率的半导体发光组件。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的问题是一种带有参杂的多层量子阱多元化合物半导体高效率发光组件，该组件降低了在高温下作业时的亮度衰减以及波长变化的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:带有掺杂的多层量子阱多元化合物半导体高效率发光组件，包括有源区，所述有源区包括带有掺杂的多层量子阱多元化合物半导体结构，且所述多层量子阱多元化合物半导体结构具有至少一个量子阱层，其中全部或部分的皇层掺杂，阱层不掺杂；所述的多元化合物为磷铝镓铟、铝铟磷或镓铟磷中的一种。
[0005]优选的，所述掺杂的皇层浓度为8X1016?2X1017原子/厘米，且阱层厚度为120?170埃，皇层厚度为140?190埃，掺杂形态为P型掺杂或N型掺杂。
[0006]优选的，所述P型掺杂的掺杂元素为Mg或Zn，所述N型掺杂的掺杂元素为Si或Te。
[0007]优选的，靠近N型限制层或靠近P型限制层的皇层或在有源区中央的皇层掺杂，总掺杂对数5 1/3总量子井对数。
[0008]优选的，所述皇层内位于中间区域的部分掺杂，掺杂厚度为1/2?1/3皇层的厚度。
[0009]本发明具有的优点和积极效果是:在大芯片尺寸上本发明结构具有较佳的亮度输出并且电压也较低。在高环境温度或高温状态下，因材料本身所造成的波长红移以及亮度衰减均有所降低。
【附图说明】
[0010]图1是本发明中实施例一的多层量子阱结构示意图；
[0011]图2是本发明中实施例二的多层量子阱结构示意图；
[0012]图3是本发明中实施例三的多层量子阱结构示意图；
[0013]图4是本发明中实施例四的多层量子阱结构示意图；
[0014]图5是皇层未掺杂的多层量子阱结构示意图；
[0015]图6是中间区域掺杂的皇层结构示意图；
[0016]图中:100、有源区；140、阱层；150、有掺杂的皇层；160、非掺杂的皇层；170、P型限制层；180、N型限制层；190、掺杂区。
【具体实施方式】
[0017]实施例一
[0018]如图1所示，带有掺杂的多层量子阱多元化合物半导体高效率发光组件，包括有源区100，所述有源区100包括带有掺杂的多层量子阱多元化合物半导体结构，所述的多元化合物为磷化铝镓铟，所述多层量子阱多元化合物半导体结构具有12个量子阱层；皇层材料为(Ala7Gaa3)InP,阱层140材料为(Ala 12Gaa88) InP，其中全部皇层均掺杂即有掺杂的皇层150，阱层140不掺杂；
[0019]所述掺杂的皇层150掺杂浓度为1.5 X 117原子/厘米，且阱层140厚度为140埃，皇层厚度为180埃，掺杂形态为P型掺杂或N型掺杂。所述P型掺杂的掺杂元素为Zn，所述N型掺杂的掺杂元素为Te。
[0020]实施例二
[0021]如图2所示，带有掺杂的多层量子阱多元化合物半导体高效率发光组件，包括有源区100，所述有源区100包括带有掺杂的多层量子阱多元化合物半导体结构，所述的多元化合物为磷化铝镓铟，所述多层量子阱多元化合物半导体结构具有12个量子阱层；皇层材料为(Ala7Gaa3)InP,阱层140材料为(Alai2Gaa88) InP，其中部分皇层掺杂，阱层不掺杂；掺杂区域为靠近N型限制层的皇层，总掺杂对数为4个。
[0022]所述掺杂的皇层150掺杂浓度为1.5 X 117原子/厘米，且阱层140厚度为140埃，掺杂的皇层150以及非掺杂的皇层160的厚度均为180埃，掺杂形态为P型掺杂或N型掺杂。所述P型掺杂的掺杂元素为Zn，所述N型掺杂的掺杂元素为Te。
[0023]实施例三
[0024]如图3所示，带有掺杂的多层量子阱多元化合物半导体高效率发光组件，包括有源区100，所述有源区100包括带有掺杂的多层量子阱多元化合物半导体结构，所述的多元化合物为磷化铝镓铟，所述多层量子阱多元化合物半导体结构具有12个量子阱层；皇层材料为(Ala7Gaa3)InP,阱层140材料为(Alai2Gaa88) InP，其中全部皇层均掺杂，阱层140不掺杂；但每个皇层内位于中间区域的部分掺杂，如图6所示，且掺杂区190的厚度为1/3皇层的厚度。
[0025]所述掺杂的皇层150浓度为1.5 X 117原子/厘米，且阱层140厚度为140埃，皇层厚度为180埃，掺杂形态为P型掺杂或N型掺杂。所述P型掺杂的掺杂元素为Zn，所述N型掺杂的掺杂元素为Te。
[0026]实施例四
[0027]如图4所示，带有掺杂的多层量子阱多元化合物半导体高效率发光组件，包括有源区100，所述有源区100包括带有掺杂的多层量子阱多元化合物半导体结构，所述的多元化合物为磷化铝镓铟，所述多层量子阱多元化合物半导体结构具有12个量子阱层；皇层材料为(Ala7Gaa3) InP,阱层140材料为(Alai2Gaa88) InP，其中部分皇层掺杂，阱层140不掺杂；掺杂区域为靠近N型限制层的皇层，总掺杂对数为4个。且掺杂的皇层150内位于中间区域的部分掺杂，如图6所示，掺杂区9的厚度为1/3皇层的厚度。所述掺杂的皇层150的掺杂浓度为1.5 X 117原子/厘米，且阱层140厚度为140埃，皇层厚度为180埃，掺杂形态为P型掺杂或N型掺杂。所述P型掺杂的掺杂元素为Zn，所述N型掺杂的掺杂元素为Te。
[0028]对照组
[0029]带有掺杂的多层量子阱多元化合物半导体高效率发光组件，包括有源区100，所述有源区100包括带有掺杂的多层量子阱多元化合物半导体结构，所述的多元化合物为磷化铝镓铟，所述多层量子阱多元化合物半导体结构具有12个量子阱层；皇层材料为(Ala7Gaa3)InP,阱层140材料为(Al。.12Gaa88) InP，其中皇层与阱层140均不掺杂，且阱层140厚度为140埃，皇层厚度为180埃。
[0030]取具有实施例一?实施例四以及对照组的多层量子阱半导体发光组件进行检测，可以得出:
[0031]a.大尺寸即42mil下可以看出本发明的结构较对照组的结构有较好的亮度输出，约增加30%，并且电压较低0.03V ；
[0032]b.在小尺寸即12mil下可以看出本发明的结构在高环境温度下亮度衰减较较对照组的结构少10%，并且波长红移现象较对照组少1.2纳米。
[0033]以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.带有掺杂的多层量子阱多元化合物半导体高效率发光组件，包括有源区，其特征在于:所述有源区包括带有掺杂的多层量子阱多元化合物半导体结构，且所述多层量子阱多元化合物半导体结构具有至少一个量子阱层，其中全部或部分的皇层掺杂，阱层不掺杂；所述的多元化合物为磷铝镓铟、铝铟磷或镓铟磷中的一种。
2.根据权利要求1所述的带有掺杂的多层量子阱多元化合物半导体高效率发光组件，其特征在于:所述掺杂的皇层浓度为8 X 116?2 X 10 17原子/厘米，且阱层厚度为120?170埃，皇层厚度为140?190埃，掺杂形态为P型掺杂或N型掺杂。
3.根据权利要求2所述的带有掺杂的多层量子阱多元化合物半导体高效率发光组件，其特征在于:所述P型掺杂的掺杂元素为Mg或Zn，所述N型掺杂的掺杂元素为Si或Te。
4.根据权利要求2或3所述的带有掺杂的多层量子阱多元化合物半导体高效率发光组件，其特征在于:靠近N型限制层或靠近P型限制层的皇层或在有源区中央的皇层掺杂，总掺杂对数5 1/3总量子井对数。
5.根据权利要求1?4任一项所述的带有掺杂的多层量子阱多元化合物半导体高效率发光组件，其特征在于:所述皇层内位于中间区域的部分掺杂，掺杂厚度为1/2?1/3皇层的厚度。
【专利摘要】本发明提供带有掺杂的多层量子阱多元化合物半导体高效率发光组件，包括有源区，所述有源区包括带有掺杂的多层量子阱多元化合物半导体结构，且所述多层量子阱多元化合物半导体结构具有至少一个量子阱层，其中全部或部分的垒层掺杂，阱层不掺杂；所述的多元化合物为磷化铝镓铟。在大芯片尺寸上发明结构具有较佳的亮度输出并且电压也较低。在高环境温度或高温状态下，因材料身所造成的波长红移以及亮度衰减均有所降低。
【IPC分类】H01L33-06, H01L33-30
【公开号】CN104576856
【申请号】CN201510051831
【发明人】吴超瑜, 蔡正文, 陶青山, 王笃祥
【申请人】天津三安光电有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月30日