[發明專利]氮化物發光二極管

有效

• 申請號: 202110376664.8
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113013301B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 曾俊凱;陳秉揚;丘建生
• 申請（專利權）人: 廈門三安光電有限公司
• 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

本發明公開一種氮化物發光二極管，所述氮化物發光二極管，包含襯底，以及依次位于所述襯底上的緩沖層，N型氮化物層、發光層、電子阻擋層和P型氮化物層，其特征在于：所述電子阻擋層和P型氮化物層之間設置有P型碳原子調變層，所述P型碳原子調變層中碳原子含量高于發光層和電子阻擋層中的碳原子含量。本發明通過在電子阻擋層后設置P型碳原子調變層，C濃度提高有效費米能階會上升，減少發光層與P型氮化物層界面處的能帶扭曲，降低二維電子云區域的產生，減少電子和空穴的無效復合，降低電子溢流狀況，提高LED輻射復合效率。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，具體涉及一種氮化物發光二極管。

背景技術

GaN基LED由于其高效的發光性能，已經大范圍使用在背光、照明、車燈、裝飾、各式新型電子運用等各個光源領域。此種發光材料的發光效率主要由兩個因素決定，第一是電子空穴在有源區的輻射復合效率，即內量子效率；第二是光的萃取效率。關于提高內量子效率方面，可通過量子阱能帶設計、改善晶體質量、提高p型層空穴注入效率、改善電子溢流狀況等手段提升內量子效率。

量子阱能帶設計是決定GaN基LED的瓶頸因素，由于電子空穴的復合發生在有源區內為有效復合，因此如何在不影響P型層空穴注入的前提下，有效降低電子溢流的狀況，才能提升內量子效率。一般藉由電子阻擋層，例如AlGaN拉高能障改善電子溢流，電子阻擋層除了會影響空穴的注入效率，在GaN與AlGaN介面處產生的二維電子云會使此區域的無效電子空穴復合增加，從而降低LED的發光效率，因此，如何有效降低電子溢流提高電子空穴復合效率成為了重點討論的課題。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種氮化物發光二極管，所述氮化物發光二極管包含襯底，以及依次位于襯底上的緩沖層，N型氮化物層、發光層、電子阻擋層和P型氮化物層，其中發光層包含阱層和壘層，其特征在于：所述電子阻擋層和P型氮化物層之間設置有P型碳原子調變層，所述P型碳原子調變層中碳原子含量高于發光層和電子阻擋層中的碳原子含量。

優選地，所述所述電子阻擋層中的碳原子含量高于發光層中碳原子含量。

優選地，所述P型碳原子調變層中碳原子含量為5×10¹⁶~1×10¹⁸Atoms/cm³。

優選地，所述P型碳原子調變層中P型摻雜濃度為1×10¹⁹ Atoms/cm³以上。

優選地，所述P型碳原子調變層的厚度為3~70nm。

優選地，所述P型碳原子調變層為Al_aIn_bGa_1-a-bN，其中a≥0，b≥0，a+b≤1。

優選地，所述P型碳原子調變層可為單層結構或者超晶格結構。

優選地，所述P型碳原子調變層中P型摻雜含量＞碳原子含量。

優選地，所述電子阻擋層的能隙寬度大于發光層中壘層的能隙寬度。

優選地，所述電子阻擋層的能隙寬度大于GaN的能隙寬度。

優選地，所述電子阻擋層的Al組分的含量高于發光層中壘層的Al組分的含量。

優選地，所述電子阻擋層為AlcIndGa1-c-dN，其中c＞0，d≥0，c+d≤1。

優選地，所述電子阻擋層的厚度為1~50nm。

優選地，所述P型碳原子調變層和P型氮化物層之間還包含一第二電子阻擋層，所述第二電子阻擋層為Al_eIn_fGa_1-e-fN，其中e＞0，f≥0，e+f≤1。

優選地，所述第二電子阻擋層的厚度為10~80nm。