[发明专利]半导体发光二极管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，特别涉及一种半导体发光二极管及其制造方法。

背景技术

半导体发光二极管是一种将电能转化为光能的发光器件，广泛应用于人们的日常生活中。如何提高量子效率、进而提高半导体发光二极管的亮度，是半导体发光二极管的科学研究和工业生产中一个永恒的话题。电子的泄漏是影响量子效率的一个重要原因。高注入下，强大的外加电势将异质结的能带拉平，导致其对电子的阻挡作用减弱，量子阱中过剩而未参加复合的电子，具备足够的能量，泄漏到P区，从而导致量子效率下降。

为了阻挡电子的泄漏，现有的半导体发光二极管通常在量子阱结构和P区之间设置电子阻挡层，该量子阱结构通常由多层氮化镓和铟镓氮形成，而该电子阻挡层通常采用铝镓氮系列材料。由于铝镓氮系列材料具有较高的能带间隙，所以其可以与氮化镓和铟镓氮形成较高的导带带阶，该较高的导带带阶可以阻挡电子的溢出，对阻止高注入下量子效率的减小有较好的作用。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有的电子阻挡层在与氮化镓和铟镓氮形成较高的导带带阶的同时，也会形成较高的价带带阶，该较高的价带带阶会阻挡P区的空穴向量子阱内的迁移，也就是说，现有的电子阻挡层对电子和空穴同时具有阻挡作用，抑制电子溢出的同时，牺牲了空穴的注入效率，所以在正向偏压下，难以形成高效的空穴注入，影响了半导体发光二极管量子效率的提升。

发明内容

为了解决现有技术中存在的由于电子阻挡层阻挡P区空穴向量子阱内迁移，从而使发光二极管量子效率受到限制的问题，本发明实施例提供了一种半导体发光二极管及其制造方法。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种半导体发光二极管，该半导体发光二极管包括：依次层叠在衬底上的N型氮化镓层、量子阱结构层、电子阻挡层和P型氮化镓层，所述电子阻挡层包括至少一个第一铝镓氮层和至少一个第二铝镓氮层，所述第一铝镓氮层和第二铝镓氮层交替层叠布置，相邻的第一铝镓氮层和第二铝镓氮层的铝组分不同。

进一步地，所述第一铝镓氮层和所述第二铝镓氮层有多个，多个所述第一铝镓氮层的铝组分是逐层渐变的，多个所述第二铝镓氮层的铝组分是固定不变的。

具体地，在本发明的一个具体实施例中，所述第一铝镓氮层中铝组分最低的第一铝镓氮层位于所述电子阻挡层中部，从所述铝组分最低的第一铝镓氮层到所述量子阱结构层一侧，所述第一铝镓氮层的铝组分逐层递增；从所述铝组分最低的第一铝镓氮层到所述P型氮化镓层一侧，所述第一铝镓氮层的铝组分逐层递增。

具体地，在本发明的另一个具体实施例中，所述多个第二铝镓氮层的铝组分固定不变，所述第一铝镓氮层中铝组分最高的第一铝镓氮层位于所述电子阻挡层中部，从所述铝组分最高的第一铝镓氮层到所述量子阱结构层一侧，所述多个第一铝镓氮层的铝组分逐层递减；从所述铝组分最高的第一铝镓氮层到所述P型氮化镓层一侧，所述多个第一铝镓氮层的铝组分逐层递减。

可选地，所述第一铝镓氮层和所述第二铝镓氮层有多个，多个所述第一铝镓氮层的铝组分是逐层渐变的，多个所述第二铝镓氮层的铝组分也是逐层渐变的，且所述第一铝镓氮层的铝组分和所述第二铝镓氮层的铝组分的变化趋势相同。

具体地，在本发明的又一个具体实施例中，所述第一铝镓氮层中铝组分最高的第一铝镓氮层位于所述电子阻挡层中部，从所述铝组分最高的第一铝镓氮层到所述量子阱结构层一侧，所述第一铝镓氮层的铝组分逐层递减，从所述铝组分最高的第一铝镓氮层到所述P型氮化镓层一侧，所述第一铝镓氮层的铝组分逐层递减；所述第二铝镓氮层中组分最高的第二铝镓氮层位于所述电子阻挡层中部，从所述铝组分最高的第二铝镓氮层到所述P型氮化镓层一侧，所述第二铝镓氮层的铝组分逐层递减，从所述铝组分最高的第二铝镓氮层到所述P型氮化镓层一侧，所述第二铝镓氮层的铝组分逐层递减。

具体地，在本发明的再一个具体实施例中，所述第一铝镓氮层中铝组分最低的第一铝镓氮层位于所述电子阻挡层中部，从所述铝组分最低的第一铝镓氮层到所述量子阱结构层一侧，所述第一铝镓氮层的铝组分逐层递增，从所述铝组分最低的第一铝镓氮层到所述P型氮化镓层一侧，所述第一铝镓氮层的铝组分逐层递增；所述第二铝镓氮层中组分最低的第二铝镓氮层位于所述电子阻挡层中部，从所述铝组分最低的第二铝镓氮层到所述P型氮化镓层一侧，所述第二铝镓氮层的铝组分逐层递增，从所述铝组分最低的第二铝镓氮层到所述P型氮化镓层一侧，所述第二铝镓氮层的铝组分逐层递增。

优选地，所述第一铝镓氮层和所述第二铝镓氮层的总数为2-40层。