[发明专利]氮化物半导体发光二极管

说明书

技术领域

本发明涉及一种氮化物半导体发光二极管。

背景技术

根据日本特开平06-268257号公报，作为有源层提出有由In混晶比不同的InGaN层的多层膜构成的结构。

根据日本特开平10-084132号公报，提出有有源层由量子阱层、势垒层构成的超晶格结构。

根据日本特开2006-60197号公报，提出有包含如下结构的III族氮化物半导体层叠体，即，将作为n型杂质的掺杂浓度高的III族氮化物半导体层的高浓度掺杂层、与作为n型杂质的掺杂浓度比上述掺杂浓度低的III族氮化物半导体层的低浓度掺杂层交替层叠而形成的结构。

这样，现有的发光二极管的有源层的结构，作为一般的技术而报告为多重量子阱结构。

作为发光二极管的发光效率降低的主要原因，列举因有源层的自吸收而导致光取出效率降低这一原因。虽然有源层可列举多重量子阱结构、单量子阱结构，但如上所述，多重量子阱结构因有源层的各阱层的混晶比波动等而容易受到自吸收的影响。对于单量子阱结构而言，虽然也受层厚影响，但自吸收的影响小，然而与多重量子阱结构相比，难以实现高发光效率。

发明内容

本发明是鉴于多重量子阱结构及单量子阱结构这两者的缺陷而作出的，其目的在于提供一种发光效率高的LED。

本发明的发光二极管至少由n型氮化物半导体层、有源层、p型氮化物半导体层构成，其特征在于，所述有源层由发光二极管中In混晶比最大的一层第一氮化物半导体层构成，该发光二极管具有第二氮化物半导体层及第三氮化物半导体层中的至少任一方，该第二氮化物半导体层位于所述有源层和所述n型氮化物半导体层之间且包含InGaN层，该第三氮化物半导体层位于所述有源层和所述p型氮化物半导体层之间且包含InGaN层，所述第二氮化物半导体层所含有的InGaN层及所述第三氮化物半导体层所含有的InGaN层中至少任一方的In混晶比，小于构成所述有源层的第一氮化物半导体层的In混晶比。

本发明的氮化物半导体发光二极管优选为，在所述第二氮化物半导体层及所述第三氮化物半导体层中的至少任一方，两层以上的氮化物半导体层构成周期结构，所述两层以上的氮化物半导体层各自的In混晶比，小于构成有源层的第一氮化物半导体层的In混晶比。

本发明的氮化物半导体发光二极管优选为，所述第二氮化物半导体层及所述第三氮化物半导体层包含In混晶比小于构成有源层的第一氮化物半导体层的In混晶比的InGaN层。

本发明的氮化物半导体发光二极管优选为，在所述第二氮化物半导体层及所述第三氮化物半导体层中，两层以上的氮化物半导体层构成周期结构，所述两层以上的氮化物半导体层分别具有InGaN层，该InGaN层的In混晶比小于构成有源层的第一氮化物半导体层的In混晶比。

本发明的氮化物半导体发光二极管优选为，In混晶比小于构成所述有源层的第一氮化物半导体层的In混晶比的InGaN层，其In混晶比为5％以上。

本发明的氮化物半导体发光二极管优选为，在所述第二氮化物半导体层及所述第三氮化物半导体层中，两层以上的氮化物半导体层构成周期结构，构成所述周期结构的两层以上的氮化物半导体层为GaN层及InGaN层。

本发明的氮化物半导体发光二极管优选为，所述第二氮化物半导体层及所述第三氮化物半导体层所包含的InGaN层都未掺杂，该InGaN层的In混晶比小于构成有源层的第一氮化物半导体层的In混晶比。

本发明的氮化物半导体发光二极管优选为，所述第二氮化物半导体层所包含的InGaN层掺杂有Si及Ge，该InGaN层的In混晶比小于构成有源层的第一氮化物半导体层的In混晶比。

本发明的氮化物半导体发光二极管优选为，构成所述周期结构的GaN层及InGaN层都未掺杂。

本发明的氮化物半导体发光二极管优选为，构成所述第二氮化物半导体层的周期结构的GaN层或InGaN层掺杂有Si及Ge中的至少一方。

本发明的氮化物半导体发光二极管优选为，构成所述第三氮化物半导体层的周期结构的GaN层或InGaN层未掺杂。

本发明的氮化物半导体发光二极管优选为，与所述有源层相接的第二氮化物半导体层中的层为GaN层。

本发明的氮化物半导体发光二极管优选为，与所述p型氮化物半导体层相接的第三氮化物半导体层中的层为GaN层。

根据本发明，可以提高氮化物半导体发光二极管元件等的发光效率。

附图说明

图1是作为本发明的氮化物半导体发光元件的一例的氮化物半导体层结构的优选例的剖面示意图；