[實用新型]一種具有復合電子阻擋層的發光二極管

有效

• 申請號: 201720703039.9
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN207021278U
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 張佳勝;蔡吉明;林兓兓;張家宏
• 申請（專利權）人: 安徽三安光電有限公司
• 主分類號: H01L33/14
• 分類號: H01L33/14;H01L33/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于半導體制備技術領域，特別涉及一種具有復合電子阻擋層的發光二極管。

背景技術

發光二極管（LED，Light Emitting Diode）是一種外延固體發光器件，通過在器件兩端加載正向電壓，電子和空穴在有源區復合產生大量光子，電能轉化為光能。而氮化鎵基外延是繼Si和GaAs之后的第三代外延材料，近年來發展較為迅速。但同樣也面臨著很多問題，例如，當LED處于工作狀態時，大量的電子會從有源層溢出，使得發光效率大大降低。目前常采用的解決方法是在多量子阱層之后生長一層P型氮化鋁鎵電子阻擋層，用以減少電子的溢出，同時還可以顯著降低外延片中P型層的位錯密度，減弱鎂的自補償效應以及減少甚至抑制非輻射復合中心的產生，提高空穴的注入效率。

目前大部分P 型氮化鋁鎵是鋁組分是恒定不變的單層結構，隨著鎂的增加，氮化鋁鎵中空穴濃度單調上升，當空穴濃度達到最大后，隨著鎂的繼續增加，鎂的自補償效應，使空穴濃度反而下降，且材料劣化產生裂紋。因此，P型電子阻擋層結構的設計對氮化鎵基LED 的內量子效率和發光效率有很重要的影響。

發明內容

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種具有復合電子阻擋層的發光二極管，其至少包括一襯底，以及依次位于所述襯底上的緩沖層、N型層、多量子阱層、空穴注入層和P型層，其特征在于：所述空穴注入層與所述P型層之間還包括一由含鋁不含鎵的三族氮化物組成的復合電子阻擋層。

優選的，所述復合電子阻擋層為AlN子層與AlInN子層組成的周期性結構。

優選的，所述復合電子阻擋層為未摻雜氮化物層。

優選的，所述復合電子阻擋層為不含鎵的氮化物層。

優選的，所述復合電子阻擋層的厚度為5?~500?。

優選的，所述復合電子阻擋層的周期數為1~20。

優選的，一個周期的AlN子層與AlInN子層的厚度為5?~100?。

優選的，所述空穴注入層為P型摻雜的AlInGaN層。

優選的，所述空穴注入層的厚度為10?~1000?。

優選的，所述AlInN子層的厚度大于所述AlN子層的厚度。

優選的，所述AlInN子層的厚度A與AlN子層的厚度B的比值為：B/(A+B) =0.1~0.4。

本實用新型通過在發光二極管的空穴注入層與P型層之間插入一復合電子阻擋層，復合電子阻擋層為未摻雜的AlInN子層和AlN子層組成的周期性結構，不含有鎵源，同時配合適當AlInN子層與AlN子層的厚度達到低阻值高電子阻擋的效果，同時AlN子層高的勢壘與AlInN子層會形成二維空穴云，增加空穴橫向平面的快速擴散，進而提高Droop效應與發光效率。

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，并不構成對本實用新型的限制。此外，附圖數據是描述概要，不是按比例繪制。

圖1 為本實用新型具體實施方式之發光二極管結構示意圖。

圖2 為本實用新型具體實施方式之復合電子阻擋層結構示意圖。

圖中：100：襯底；200：緩沖層；300：N型層；400：多量子阱層；500：空穴注入層；600：復合電子阻擋層；610：AlN子層；620：AlInN子層；700：P型層。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型的具體實施方式進行詳細說明。

參看附圖1，本實用新型提供的一種具有復合電子阻擋層600的發光二極管包括一襯底100、以及依次位于襯底100上的緩沖層200、N型層300、多量子阱層400、空穴注入層500和P型，其還包括位于空穴注入層500與P型層700之間的由含鋁不含鎵的三族氮化物組成的復合電子阻擋層600。

具體地，復合電子阻擋層600為AlN子層610與AlInN子層620組成的周期性結構，其周期數為1~20，總的厚度為5?~500? ，且每一周期內AlN子層610與AlInN子層620的厚度為5?~100?，由AlN子層610與AlInN子層620組成的復合電子阻擋層600，因不含有鎵元素，AlN具有穩定六方鉛鋅礦結構，相對于含鎵含鋁的氮化物，其擁有更高的透光度，而且AlN材料的寬帶隙能級與優異的電性和熱導率，是高溫、高頻、大功率器件優選的制備材料。