[发明专利]一种具有共振隧穿结构电子阻挡层的发光二极管

权利要求书

1.一种具有共振隧穿结构电子阻挡层的发光二极管，其特征在于，包括：由下而上依次设置的衬底(101)、n型氮化物层(102)、多量子阱层(103)、电子阻挡层(104)、p型氮化物层(105)、p型氮化物欧姆接触层(106)，所述n型氮化物层上设置的n型电极(107)和所述p型氮化物层上设置的p型电极(108)；其中电子阻挡层(104)由由下而上依次设置的p型掺杂氮化物势垒层(1041)，非掺杂氮化物势阱层(1042)、利用共振隧穿效应增大空穴透过率的非掺杂势垒层(1043)联合构成；所述的共振隧穿结构电子阻挡层(104)中非掺杂氮化物势阱层(1042)的禁带宽度小于p型掺杂氮化物势垒层(1041)、非掺杂势垒层(1043)和多量子阱层(103)中势垒层的禁带宽度，而p型掺杂氮化物势垒层(1041)与非掺杂势垒层(1043)的禁带宽度均大于多量子阱层(103)中势垒层的禁带宽度。

2.如权利要求1所述的具有共振隧穿结构电子阻挡层的发光二极管，其特征在于，所述的共振隧穿结构电子阻挡层(104)，分别选用组分均匀的GaN二元氮化物材料，AlGaN、InGaN三元氮化物材料，AlInGaN四元氮化物材料；其中p型势阱层(1041)的掺杂剂为Mg，掺杂形成的空穴浓度为1×10¹⁶～1×10¹⁹cm^-3。

3.如权利要求1所述的具有共振隧穿结构电子阻挡层的发光二极管，其特征在于，p型掺杂氮化物势垒层(1041)的厚度为0.5-6nm，使用Mg元素进行p掺杂，掺杂形成的空穴浓度为1×10¹⁶～1×10¹⁹cm^-3；非掺杂氮化物势阱层(1042)的厚度为3-10nm，而非掺杂氮化物势垒层(1043)的厚度为0.5-6nm。

4.如权利要求1所述的具有共振隧穿结构电子阻挡层的发光二极管，其特征在于，所述的p型氮化物层(105)的厚度在20～1000nm之间，选用组分均匀的p型GaN二元氮化物材料，p型AlGaN、InGaN三元氮化物材料，p型AlInGaN四元氮化物材料以及组分渐变的AlGaN、InGaN、AlInGaN氮化物材料；该p型氮化物层使用Mg元素进行p型掺杂，掺杂形成的空穴浓度为1×10¹⁶～1×10¹⁹cm^-3。

5.如权利要求1所述的具有共振隧穿结构电子阻挡层的发光二极管，其特征在于，所述的多量子阱层(103)的重复周期数为2～10，每个周期的厚度为2～15nm，选用组分均匀的GaN二元氮化物材料，AlGaN、InGaN三元氮化物材料，AlInGaN四元氮化物材料以及组分渐变的AlGaN、InGaN、AlInGaN氮化物材料。

6.如权利要求1所述的具有共振隧穿结构电子阻挡层的发光二极管，其特征在于，所述的n型氮化物层(102)的厚度为0.5～5μm，选用组分均匀的n型GaN二元氮化物材料，n型AlGaN三元氮化物材料，n型AlInGaN四元氮化物材料以及组分渐变的AlGaN、InGaN、AlInGaN氮化物材料；该n型氮化物层使用Si元素进行n型掺杂，掺杂形成的电子浓度为1×10¹⁷～1×10²¹cm^-3。

7.如权利要求1所述的具有共振隧穿结构电子阻挡层的发光二极管，其特征在于，衬底(101)为极性、半极性或非极性取向的蓝宝石、碳化硅、硅、氧化锌、氮化镓、氮化铝材料。