[实用新型]一种氮化镓基发光二极管外延结构

说明书

本实用新型公开了一种氮化镓基发光二极管外延结构，该发光二极管包括：发光外延层，自上而下依次包括第一半导体层、具有V型坑的发光层和第二半导体层；第一电极，与所述第一半导体层形成电性连接；第二电极，与所述第二半导体层形成电性连接；在发光层与第二半导体层之间设置电子阻挡层，电子阻挡层具有水平部分以及与V型坑对应的V型部分，水平部分和/或V型部分表面具有复数个孔洞结构，孔洞具有改善空穴注入的效果，提高了辐射复合发光效率。

技术领域

本实用新型涉及半导体元件，尤其是涉及一种氮化镓基发光二极管外延结构。

背景技术

现在的LED主要是有N型层、GaN\InGaN多量子阱、EBL（电子阻挡层）、P型层，由于P型参杂中Mg的激活能较高，而且空穴的迁移率远远小于电子，因此在LED中，空穴注入到MQW发光区是一致困扰的难题，现有的技术主要是控制MQW中垒层的厚度，以及提高P型区的掺杂浓度来改善。

参看图1和图2，现有的电子阻挡层设计有较高的Al组份以及比较厚，形成较高的禁带宽度，阻挡电子溢出MQW并进入P型区，减少电子与空穴在P型区的复合。但是EBL的高势垒在阻挡电子时也阻挡了空穴注入MQW，导致器件工作电压升高，以及空穴注入效率低导致的辐射复合发光效率下降。

实用新型内容

本实用新型提供了一种氮化镓基发光二极管外延结构，通过设计在EBL上的微孔洞结构，在EBL的孔洞中填充禁带宽度较小的材料，实现电子阻挡与空穴注入效率的兼顾，从而实现器件工作电压下降以及发光效率提升。

本实用新型的外延结构自下而上依次包括第一半导体层、具有V型缺陷的发光层和第二半导体层；在发光层与第二半导体层之间设置电子阻挡层；

电子阻挡层具有水平部分以及与V型缺陷对应的V型部分，水平部分和V型部分表面和/或内部具有复数个孔洞结构。

根据本实用新型，优选的，孔洞结构内填充了禁带度宽度比电子阻挡层材料小的氮化镓基半导体材料。

根据本实用新型，优选的，孔洞结构内填充了UGaN、P-GaN或者Al组份低于EBL的AlGaN。

根据本实用新型，优选的，孔洞结构内填充了Al_xGaN_yIn_1-x-yN（0≤x≤1，0≤y≤1，x+y≤1）。

根据本实用新型，优选的，孔洞尺寸为大于等于0.1h至小于等于0.25h 。

根据本实用新型，优选的，电子阻挡层的厚度为大于等于30nm至小于等于50nm，或者大于50nm至小于等于200nm。

根据本实用新型，优选的，电子阻挡层的材料为Al_aGaN_bIn_1-a-bN（0≤a≤1，0≤b≤1，a+b≤1）。

在上述氮化镓基发光二极管外延结构的基础上，本实用新型还提供了一种氮化镓基发光二极管，包括上述中任意一项所述的一种氮化镓基发光二极管外延结构。

本实用新型至少具有以下有益效果：

在维持电子阻挡层中非孔洞区域的电子阻挡效果，而在孔洞区域等势磊较低位置，改善空穴注入，平衡了电子阻挡和空穴注入效果。

虽然在下文中将结合一些示例性实施及使用方法来描述本实用新型，但本领域技术人员应当理解，并不旨在将本实用新型限制于这些实施例。反之，旨在覆盖包含在所附的权利要求书所定义的本实用新型的精神与范围内的所有替代品、修正及等效物。

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。