[实用新型]具有低温中间层的氮化镓系发光二极管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种氮化镓系发光二极管，特别是一种具有低温中间层的氮化镓系发光二极管。

背景技术

发光二极管以其高效环保性而具有取代白炽灯、日光灯成为下一代照明产品的潜力。宽带隙的GaN系发光二极管(简称为“LED”)是目前业界研究的重点之一。

在现有的氮化镓系LED中，通常采用蓝宝石作为衬底。然而，由于蓝宝石与III族氮化物之间的晶格失配以及III族氮化物的极化特性，使得在活性层及整个LED结构中存在很强的极化场，从而减弱了对载流子的限制作用，降低了器件的发光效率。虽然目前通常采用p型铝镓氮电子阻挡层(EBL，Electron blockinglayer)来加强对载流子的限制，但效果并不理想。

此外，现有的氮化镓系LED通常采用高温生长的p型GaN层作为接触层，而p型接触层通常位于活性层(发光层)上方。人们在实际的制造工艺中发现，当在高温下生长p型GaN接触层时，活性层中的铟镓氮会发生分解和扩散，并且p型GaN接触层中的p型掺杂剂(比如镁)在高温下向活性层的扩散增加地很快。因此，在p型GaN接触层高温生长的过程中，活性层的特性不能维持，于是活性层的光电特性变差，从而严重影响发光二极管的发光特性。类似地，高温生长的p型铝镓氮电子阻挡层也存在上述问题。

因此，为了克服上述问题，提出了本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种既可有效地限制载流子、又可减小对活性层的不利影响的具有低温中间层的氮化镓系发光二极管。

本实用新型的氮化镓系发光二极管包括：

基板，其可由C-面、R-面或A-面的氧化铝单晶、6H-SiC、4H-SiC、或晶格常数接近于氮化物半导体的单晶氧化物所制成；

缓冲层，其位于该基板上，可由In_xAl_1-x-yGa_yN构成，其中0≤x＜1，0≤y≤1；

n型接触层，其位于该缓冲层上，由n型GaN构成；

活性层，其位于该n型接触层上并覆盖该n型接触层的部分表面，由In_xGa_1-xN阱层和In_yAl_zGa_1-y-zN垒层交互层叠形成的多量子阱所构成，其中0＜x＜1，0≤y＜1，0≤z＜1，0≤y+z＜1；

负电极，其位于该n型接触层未被该活性层覆盖的上表面上；

低温中间层，其位于该活性层上，由低温p型GaN层和低温p型铟镓氮/铟铝镓氮超晶格组成；

p型接触层，其位于该低温中间层上，由p型III族氮化物半导体构成；

正电极，其位于该p型接触层上。

本实用新型中的低温中间层是指构成其的低温p型GaN层和/或低温p型铟镓氮/铟铝镓氮超晶格的生长温度低于与其直接接触的活性层中的In_xGa_1-xN阱层或In_yAl_zGa_1-y-zN垒层的生长温度的中间层。

在本实用新型的一个实施方式中，可先在活性层上低温生长p型GaN层，再在低温p型GaN层上低温生长p型铟镓氮/铟铝镓氮超晶格，从而形成低温中间层。

在本实用新型的另一实施方式中，可先在活性层上低温生长p型铟镓氮/铟铝镓氮超晶格，再在低温p型铟镓氮/铟铝镓氮超晶格上低温生长p型GaN层，从而形成低温中间层。

此外，低温中间层中的低温p型铟镓氮/铟铝镓氮超晶格可包括第一超晶格部分和第二超晶格部分，此时低温p型GaN层在该第一超晶格部分与第二超晶格部分之间。

低温中间层中的低温p型GaN层可包括第一部分和第二部分，此时低温p型铟镓氮/铟铝镓氮超晶格在该第一部分与第二部分之间。

在本实用新型的实施方式中，优选低温p型GaN层的生长温度低于低温p型铟镓氮/铟铝镓氮超晶格的生长温度。

优选低温p型GaN层和低温p型铟镓氮/铟铝镓氮超晶格的生长温度均为600～1100℃。当它们的生长温度低于600℃时，晶体质量太差，从而影响发光二极管的发光效率。当它们的生长温度超过1100℃时，会破坏活性层的结构，从而影响发光二极管的发光效率。