[发明专利]一种发光二极管

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体发光器件，特别是涉及一种发光二极管。 

背景技术

近年来，发光二级管（LED）作为绿色光源已逐步应用在工农业以及人们的日常生活中，随着其应用的越来越广泛，进一步提高其效率已势在必行。GaN基发光二极管传统MQW结构（In_xGa_1-xN/GaN）_n中空穴浓度远小于电子浓度，导致二者复合几率低且发光区主要集中在最后几个MQW，因此严重限制着发光二极管的发光效率。因此，有必要发明一种高效MQW结构来解决上述存在的问题，进一步提高发光二极管的发光效率。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种新颖高效的MQW结构，来提高发光二极管的发光效率。

一种发光二极管，依次包括：衬底、缓冲层、N型GaN层、MQW发光层和P型GaN层。所述MQW发光层由周期性阱/垒交替堆叠而成，周期个数为2~100，优选5~15。所述阱层为In_xGa_1-xN层，0＜x＜1，优选0.1~0.4。所述垒层为同时掺N/P的GaN层，同时掺N/P的GaN垒层的个数可调节，1≤个数≤MQW周期个数。

所述GaN垒层中N/P掺杂可以为均匀掺杂、非均匀掺杂或delta掺杂，通过控制MO源MFC的开关来实现，N/P掺杂源分别优选SiH₄和CP₂Mg。

所述GaN垒层中N/P掺杂周期、掺杂区域和掺杂浓度均可调节。掺杂周期个数：1~100，优选1~3。掺杂区域要求在垒层内部，垒层靠近阱层的两侧区域为非掺，非掺GaN厚度≥5nm，以防止阱层中In向垒层和垒层中Si/Mg向阱层的扩散。掺杂浓度要求≤N型GaN层/P型GaN层中的N/P掺杂浓度，范围为1×10¹⁶~1×10²¹cm^-3，优选1×10¹⁷~1×10¹⁸ cm^-3，进一步地优选GaN垒层中N掺浓度为靠近P型GaN层时逐渐降低，P掺浓度为靠近N型GaN层时逐渐降低，可以为线性降低或非线性降低趋势。

本发明所述高效率发光二极管，与GaN基发光二极管传统MQW结构（In_xGa_1-xN/GaN）_n相比，具有以下有益效果：

（1）采用在MQW结构GaN垒层中同时掺杂N/P形成隧穿结，可有效提高空穴和电子在整个MQW区域的传输和扩散，从而拓宽MQW的发光区域并提高空穴和电子的复合几率，最终，可显著提高发光二极管的发光效率；

（2）本MQW结构中垒层同时掺杂N/P的形式多样，可设计空间大，可以对发光二极管的发光效率进行充分优化。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。

图1为本发明实施例提供的发光二极管的剖面示意图。

图2为本发明实施例提供的发光二极管的MQW结构的剖面示意图。

图3为本发明实施例提供的MQW结构的一种掺杂形式的控制示意图。

图4为本发明实施例提供的MQW结构的另一种掺杂形式的控制示意图。

图中标示：

100：衬底；101：缓冲层；102：N型GaN层；103：MQW发光层；103a：In_xGa_1-xN阱层；103b：GaN垒层；104：P型GaN层；105：N电极；106：P电极；107：绝缘保护层。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的发光二极管进行更详细的描述。

实施例

如图1所示，本发明提供一种发光二极管，从下至上依次包括：

（1）一衬底100，所述衬底选用蓝宝石（Al₂O₃）或晶格常数接近于氮化物半导体的单晶氧化物，在本实施例优选为蓝宝石衬底。

（2）一缓冲层101，所述缓冲层生长在衬底100之上，为氮化镓(GaN)和/或氮化铝（AlN）层，膜厚为10 nm~50 nm。