【技术实现步骤摘要】
本技术属于半导体光电器件，具体涉及一种氮化物半导体发光芯片。
技术介绍
1、半导体元件特别是氮化镓基半导体发光芯片具有可调范围广泛的波长范围，发光效率高，节能环保，可使用超过10万小时的长寿命、尺寸小、应用场景多、可设计性强等因素，已逐渐取代白炽灯和荧光灯，成长普通家庭照明的光源，并广泛应用新的场景，如户内高分辨率显示屏、户外显屏、mini-led、micro-led、手机电视背光、背光照明、路灯、汽车大灯、车日行灯、车内氛围灯、手电筒等应用领域。
2、传统氮化物半导体使用蓝宝石衬底生长，晶格失配和热失配大，导致较高的缺陷密度和极化效应，降低氮化镓基半导体发光芯片的发光效率；同时，传统氮化物半导体的空穴离化效率远低于电子离化效率，导致空穴浓度低于电子浓度1个数量级以上，过量的电子会从多量子阱溢出至第二导电型半导体产生非辐射复合，空穴离化效率低会导致第二导电型半导体的空穴难以有效注入多量子阱中，空穴注入多量子阱的效率低，导致多量子阱的发光效率低；在氮化物半导体发光芯片中，发光芯片的光电转换效率和发光芯片的热态/冷态效率比例都影响着发光芯片的性能，而现有部分发光芯片的光电转换效率保持在30％～60％之间，其热态/冷态效率比例保持在70％～90％，导致发光芯片的性能不能进一步的提升。
技术实现思路
1、本技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的氮化物半导体发光芯片。
2、本技术通过以下技术方案来实现上述目的：
3、一种氮化物半导体
4、所述第一量子阱阱层、第二量子阱阱层、第三量子阱阱层、第一量子阱垒层、第三量子阱垒层、空穴注入层、电子阻挡层和第二导电型半导体之间具有禁带宽度梯度、空穴迁移率梯度和轻空穴有效质量梯度。
5、作为本技术的进一步优化方案，所述第一量子阱阱层、第二量子阱阱层、第三量子阱阱层、第一量子阱垒层、第三量子阱垒层、空穴注入层、电子阻挡层和第二导电型半导体的禁带宽度为依次为：a、b、c、d、f、g、h、i，所述第一量子阱阱层、第二量子阱阱层、第三量子阱阱层、第一量子阱垒层、第三量子阱垒层、空穴注入层、第二导电型半导体、电子阻挡层的禁带宽度形成的禁带宽度梯度为：c≤b≤a≤d≤i≤f≤g≤h；
6、所述第一量子阱阱层、第二量子阱阱层、第三量子阱阱层、第一量子阱垒层、第三量子阱垒层、空穴注入层、电子阻挡层和第二导电型半导体的空穴迁移率为依次为：j、k、l、m、n、o、q、r，所述第一量子阱阱层、第二量子阱阱层、第三量子阱阱层、第一量子阱垒层、第三量子阱垒层、空穴注入层、第二导电型半导体、电子阻挡层的空穴迁移率形成的空穴迁移率梯度为：q≤o≤r≤n≤m≤j≤k≤l；
7、所述第一量子阱阱层、第二量子阱阱层、第三量子阱阱层、第一量子阱垒层、第三量子阱垒层、空穴注入层、电子阻挡层和第二导电型半导体的轻空穴有效质量依次为：s、t、u、v、w、z、a、b，所述第一量子阱阱层、第二量子阱阱层、第三量子阱阱层、第一量子阱垒层、第三量子阱垒层、空穴注入层、第二导电型半导体、电子阻挡层的轻空穴有效质量形成的轻空穴有效质量梯度为：u≤t≤s≤v≤w≤b≤z≤a。
8、作为本技术的进一步优化方案，所述第三量子阱与空穴注入层界面的禁带宽度梯度具有函数y＝x-p第三象限曲线分布，其中，p＞1，且为奇数；
9、所述第三量子阱与空穴注入层界面的空穴迁移率梯度具有函数y＝px曲线分布，其中，p＞1；
10、所述第三量子阱与空穴注入层界面的轻空穴有效质量梯度具有函数y＝sinx/x2第三象限曲线分布。
11、作为本技术的进一步优化方案，所述第一量子阱阱层、第二量子阱阱层、第三量子阱阱层、第一量子阱垒层、第三量子阱垒层、空穴注入层、电子阻挡层和第二导电型半导体之间还具有峰值电子漂移速率梯度、共价键能梯度和极化光学声子能量梯度。
12、作为本技术的进一步优化方案，所述第一量子阱阱层、第二量子阱阱层、第三量子阱阱层、第一量子阱垒层、第三量子阱垒层、空穴注入层、电子阻挡层和第二导电型半导体的轻空穴有效质量依次为：c、d、e、f、g、h、i、j，所述第一量子阱阱层、第二量子阱阱层、第三量子阱阱层、第一量子阱垒层、第三量子阱垒层、空穴注入层、第二导电型半导体、电子阻挡层的峰值电子漂移速率形成的峰值电子漂移速率梯度为：i≤h≤j≤g≤f≤c≤d≤e；
13、所述第一量子阱阱层、第二量子阱阱层、第三量子阱阱层、第一量子阱垒层、第三量子阱垒层、空穴注入层、电子阻挡层和第二导电型半导体的轻空穴有效质量依次为：k、l、m、n、o、p、q、r，所述第一量子阱阱层、第二量子阱阱层、第三量子阱阱层、第一量子阱垒层、第三量子阱垒层、空穴注入层、第二导电型半导体、电子阻挡层的共价键能形成的共价键能梯度为：m≤l≤k≤n≤r≤o≤p≤q；
14、所述第一量子阱阱层、第二量子阱阱层、第三量子阱阱层、第一量子阱垒层、第三量子阱垒层、空穴注入层、电子阻挡层和第二导电型半导体的轻空穴有效质量依次为：s、t、u、v、w、x、y、z，所述第一量子阱阱层、第二量子阱阱层、第三量子阱阱层、第一量子阱垒层、第三量子阱垒层、空穴注入层、第二导电型半导体、电子阻挡层的极化光学声子能量形成的共极化光学声子能量梯度为：u≤t≤s≤v≤z≤w≤x≤y。
15、作为本技术的进一步优化方案，所述第三量子阱与空穴注入层界面的峰值电子漂移速率梯度具有函数y＝ex+x曲线分布；
16、所述第三量子阱与空穴注入层界面的共价键能梯度具有函数y＝x/lnx第四象限曲线分布；
17、所述第三量子阱与空穴注入层界面的极化光学声子能量梯度具有函数y＝ex/x第三象限曲线分布。
18、作为本技术的进一步优化方案，所述有源层的阱层为gan、ingan、inn、alinn、algan、alingan、aln、gaas、gap、inp、algaas、alingaas、algainp、ingaas、ingaasn、alinas、alinp、algap、ingap、gasb、insb、inas、inassb、algasb、alsb、ingasb、algaassb、ingaassb、sic、ga2o3、bn的任意一种或任意组合，阱层厚度为5～200埃米；
19、所述有源层的垒层为gan、ingan、inn、alinn、algan、alingan、aln、gaas、gap、inp、algaas、alingaas、algainp、ingaas、ingaasn、alinas、alinp、algap、ingap、gasb、insb、inas、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氮化物半导体发光芯片，包括由下至上依次相连的衬底、第一导电型半导体、有源层、空穴注入层、电子阻挡层和第二导电型半导体，其特征在于：所述有源层包括第一量子阱、第二量子阱和第三量子阱，所述第一量子阱、第二量子阱和第三量子阱均为由阱层和垒层组成的量子阱结构；
2.根据权利要求1所述的一种氮化物半导体发光芯片，其特征在于：所述第一量子阱阱层、第二量子阱阱层、第三量子阱阱层、第一量子阱垒层、第三量子阱垒层、空穴注入层、电子阻挡层和第二导电型半导体的禁带宽度为依次为：a、b、c、d、f、g、h、i，所述第一量子阱阱层、第二量子阱阱层、第三量子阱阱层、第一量子阱垒层、第三量子阱垒层、空穴注入层、第二导电型半导体、电子阻挡层的禁带宽度形成的禁带宽度梯度为：c≤b≤a≤d≤i≤f≤g≤h；
3.根据权利要求2所述的一种氮化物半导体发光芯片，其特征在于：所述第三量子阱与空穴注入层界面的禁带宽度梯度具有函数y＝x-p第三象限曲线分布，其中，p＞1，且为奇数；
4.根据权利要求1所述的一种氮化物半导体发光芯片，其特征在于：所述第一量子阱阱层、第二量子阱阱层、第
5.根据权利要求4所述的一种氮化物半导体发光芯片，其特征在于：所述第一量子阱阱层、第二量子阱阱层、第三量子阱阱层、第一量子阱垒层、第三量子阱垒层、空穴注入层、电子阻挡层和第二导电型半导体的轻空穴有效质量依次为：C、D、E、F、G、H、I、J，所述第一量子阱阱层、第二量子阱阱层、第三量子阱阱层、第一量子阱垒层、第三量子阱垒层、空穴注入层、第二导电型半导体、电子阻挡层的峰值电子漂移速率形成的峰值电子漂移速率梯度为：I≤H≤J≤G≤F≤C≤D≤E；
6.根据权利要求5所述的一种氮化物半导体发光芯片，其特征在于：所述第三量子阱与空穴注入层界面的峰值电子漂移速率梯度具有函数y＝ex+x曲线分布；
...【技术特征摘要】
1.一种氮化物半导体发光芯片，包括由下至上依次相连的衬底、第一导电型半导体、有源层、空穴注入层、电子阻挡层和第二导电型半导体，其特征在于：所述有源层包括第一量子阱、第二量子阱和第三量子阱，所述第一量子阱、第二量子阱和第三量子阱均为由阱层和垒层组成的量子阱结构；
2.根据权利要求1所述的一种氮化物半导体发光芯片，其特征在于：所述第一量子阱阱层、第二量子阱阱层、第三量子阱阱层、第一量子阱垒层、第三量子阱垒层、空穴注入层、电子阻挡层和第二导电型半导体的禁带宽度为依次为：a、b、c、d、f、g、h、i，所述第一量子阱阱层、第二量子阱阱层、第三量子阱阱层、第一量子阱垒层、第三量子阱垒层、空穴注入层、第二导电型半导体、电子阻挡层的禁带宽度形成的禁带宽度梯度为：c≤b≤a≤d≤i≤f≤g≤h；
3.根据权利要求2所述的一种氮化物半导体发光芯片，其特征在于：所述第三量子阱与空穴注入层界面的禁带宽度梯度具有函数y＝x-p第三象限曲线分布，其中，p＞1，且为奇数；
【专利技术属性】
技术研发人员：郑锦坚，张江勇，蔡鑫，李晓琴，张会康，刘紫涵，王星河，
申请(专利权)人：安徽格恩半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：
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