[实用新型]一种具有高能量空穴的发光二极管

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体技术领域，尤其涉及一种具有高能量空穴的发光二极管。

背景技术

发光二极管（英文为Light Emitting Diode，简称LED）是一种固态半导体器件，被广泛用于指示灯、显示屏等照明领域发。其中，氮化镓系发光二极管因其带隙覆盖各种色光，成为国内外产学研各界重点研究的对象，尤其是近年来有源区结构逐渐成为各界研究的热点。目前LED受限于其亮度的影响，导致其应用在照明上面的成本相较传统照明器件一直较高，从而影响其普及的速度。目前改善LED的亮度研究方向很多，其中如何提高具有较高能量空穴的浓度是研究的重点。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提出一种具有高能量空穴的发光二极管，包括衬底、位于所述衬底上的P型层、位于所述P型层上的多量子阱层，以及位于所述多量子阱层上的N型层，其特征在于：所述P型层为AlN层与AlGaN层的交替层叠结构。

优选的，所述P型层为AlN层/AlGaN层/AlN层多层结构。

优选的，所述AlN上还设置一P型杂质聚集层。

优选的，所述AlN层为采用PVD法制备的非故意掺杂结构层。

优选的，所述AlGaN层为采用MOCVD法制备的P型掺杂层。

优选的，所述AlN层、P型杂质聚集层和AlGaN层组成具有较高空穴能量的P型层。

优选的，所述AlN层与AlGaN层为周期性交替层叠，其周期数为2~10。

优选的，所述AlGaN层的厚度为100Å~300 Å。

优选的，所述P型层与所述多量子阱层之间还包括一缓冲层。

优选的，所述P型层的厚度为200Å~500 Å。

本实用新型至少具有以下有益效果：采用PVD法在衬底上生长AlN层提高了底层的晶体质量，然后在AlN层上设置一P型杂质聚集层，P型杂质的迁移作用，是的AlN层为非故意掺杂结构，然后在设置一MOCVD法制备的P型掺杂AlGaN层，由此组成的P型层不仅具有较高的晶体质量而且其中的空穴能量较高，提高发光二极管的有效复合辐射效率。

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。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。

图1 为本实用新型具体实施方式之发光二极管结构示意图。

图2 为本实用新型具体实施方式之多量子阱层结构示意图。

图中标示：100：衬底；200：P型层；210：AlN层；220：AlGaN层；230：P型杂质聚集层；300：多量子阱层；400：N型层；500：缓冲层。

具体实施方式

请参看附图1~2， 本实施例提出的一种具有高能量空穴的发光二极管包括：包括衬底100、位于衬底100上的P型层200、位于P型层200上的多量子阱层300，以及位于多量子阱层300上的N型层400，其中，P型层200为AlN层210与AlGaN层220的交替层叠结构，具体地，AlN层210为采用PVD法制备的非故意掺杂层，AlGaN层220为采用MOCVD法制备的P型掺杂层；为使PVD法制备的AlN层210内部掺杂有P型杂质，其上部还设置有一P型杂质聚集层230，所述AlN层210、P型杂质聚集层230和AlGaN层220构成的P型层200中空穴的具有较高的能量，这是由于P-AlN材料具有较高的能级，因此在高能级材料上所产生的空穴相较P-GaN低能级材料中的空穴具有较高的能量。

但同时由于AlN的P型掺杂较困难，其产生的空穴通常较少，而GaN材料相较AlN材料所产生的空穴通常较多，但空穴能量会略低。本实施例为了获得较高能量的空穴又保证空穴的浓度，因此设计出AlN层210与AlGaN层220交替层叠结构，其可以为周期性的交替层结构，周期数为2~10，也可以为非周期性层叠结构，本实施例优选为非周期性结构，即P型层200AlN层210/AlGaN层220/AlN层210多层结构，每一AlN层210上均设置有一P型杂质聚集层230。

P型层200的厚度为200Å~500Å，其中AlGaN的厚度为100Å~300Å，本实施例中生长的P型层200不仅厚度较薄，可减少吸光，而且晶体质量较好。如果按照传统的方式，在多量子阱层300上生长P型层200，那么本实施例提供的P型层200的生长方式会对多量子阱层300有很大的破坏作用，且生长的材料晶体质量较差，进而影响发光二极管的光电性能。