[实用新型]一种发光二极管

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体技术领域，尤其涉及一种发光二极管。

背景技术

氮化镓发光二极管（Light-emitting diode，LED）是一种注入电致发光器件，具有体积小、坚固耐用、发光波段可控性强、光效高、低热损耗、光衰小、节能、环保等优点，在背光、交通指示灯、车灯、路灯、玩具装饰城等领域受到广泛关注和应用。特别是GaN基材料的LED，由于其波长覆盖了整个可见光波段和紫外波段，而成为目前LED发展的主流方向。因此如何提高载流子的注入效率进而提高LED的发光性能是本领域技术人员研究的热点。

但是目前制约着LED发光效率提升的一个重要因素是N型层电子相对于P型层的空穴迁移速率过快的问题。因为P型层中的空穴浓度受Mg在GaN中掺杂效率和电离效率的影响，P型层Mg的掺杂浓度以及迁移速率较难与电子迁移速率相匹配，导致电子出现过迁移现象，而空穴注入有源层的量又较少，使得电子与空穴的有效复合辐射主要分布在最后3~5个量子阱中，影响LED器件的发光效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种发光二极管，至少包括：衬底，及依次沉积于所述衬底上的缓冲层、N型层、多量子阱层、电子阻挡层和P型层，所述多量子阱层包括若干个周期性交替层叠的势阱层和势垒层，其特征在于：最后一个周期的多量阱子层由InGaN势阱层以及位于所述InGaN势阱层之上的GaN/AlN势垒层组成。

优选的，在所述GaN/AlN势垒层中，所述AlN单层位于所述GaN单层上。

优选的，所述GaN/AlN势垒层为未掺杂层或者N型掺杂层。

优选的，所述GaN单层为未掺杂层或者N型掺杂层，所述AlN单层为未掺杂层。

优选的，所述电子阻挡层与所述多量子阱层之间设置有一低温氮化镓层。

优选的，所述低温氮化镓层为P型掺杂层。

优选的，所述AlN单层的厚度≤50Å。

优选的，所述GaN单层的厚度≤100Å。

与现有技术相比本实用新型至少具有以下有益效果：

设定周期性多量子阱层中最后一个周期的多量阱子层由InGaN势阱层以及位于其上的GaN/AlN势垒层组成，利用InGaN、GaN、AlN材料晶格常数的差异，通过能带的形变形成电子局限作用，继而来防止N型层中电子的过迁移现象，相对提升P型层空穴浓度及迁移速率，提升电子与空穴在多量子阱层中的有效复合辐射效率，进而提升发光二极管的内量子效率。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

图1 本实用新型之发光二极管结构示意图。

图2 本实用新型之多量子阱层结构示意图。

附图标注：10：衬底；20：缓冲层；30：N型层；40：多量子阱层；41、41'：InGaN势阱层；42：GaN/AlN势垒层；421：GaN单层；422：AlN单层；43：GaN势垒层；50：电子阻挡层；60：P型层；70：低温氮化镓层。

具体实施方式

参看附图1~2，本实用新型提供的一种发光二极管，至少包括一衬底10，以及依次沉积于衬底10上的缓冲层20、N型层30、多量子阱层40、电子阻挡层50和P型层60。其中，多量子阱层40包括若干个周期性交替层叠的势阱层和势垒层，衬底10材质为蓝宝石、氮化镓、硅等中的任意一种，本实施例优选蓝宝石。缓冲层20的材料为氮化铝镓铟(Al1-x-yGaxInyN)，其中0≦x＜1，0≦y＜1。

具体地，多量子阱层40包括1~15个周期性交替层叠的势阱层和势垒层，而最后一个周期的多量阱子层由InGaN势阱层41以及位于其上的GaN/AlN势垒层42组成，其余周期性交替的多量子阱层则由InGaN势阱层41'和GaN势垒层43组成。同时，在GaN/AlN势垒层42中，AlN单层422位于GaN单层421上。其原因是InGaN材料与GaN材料的晶格差异较小，在InGaN势阱层41上先生长GaN单层421来减少晶格的不匹配，然后在于GaN单层421上生长AlN单层422，利用晶格常数大的AlN单层422来改变能带的形状，使多量子阱层40的能带发生扭曲变形，进而增加电子局限能力。