[发明专利]一种具有空穴注入结构电子阻挡层的发光二极管

权利要求书

1.一种具有空穴注入结构电子阻挡层的发光二极管，其特征在于，包括：由下向上依次设置的衬底(101)、氮化物缓冲层、n型氮化物层、多量子阱有源区(104)、空穴注入结构电子阻挡层(105)、p型氮化物层、透明导电层(107)，还包括设置在所述n型氮化物层上的n型电极，以及设置在所述透明导电层(107)上的p型电极；

所述空穴注入结构电子阻挡层(105)由自下而上依次设置的部分掺杂氮化物超晶格结构与p型掺杂氮化物空穴注入层周期性叠加构成，最后一个周期以p型掺杂氮化物空穴注入层结尾，周期数为3～5，总厚度为40～60nm；

所述部分掺杂氮化物超晶格结构由自下而上依次设置的超晶格势垒层(10511)和超晶格势阱层(10512)周期性叠加构成，周期数为3～5，以超晶格势垒层(10511)结尾，部分掺杂氮化物超晶格结构层厚度为1～3nm；

每个周期所述超晶格势垒层的高度不相同，由下至上呈递减趋势；

所述超晶格势垒层(10511)禁带宽度大于所述p型掺杂氮化物空穴注入层的禁带宽度，所述p型掺杂氮化物空穴注入层的禁带宽度大于所述超晶格势阱层(10512)的禁带宽度，所述超晶格势阱层(10512)的禁带宽度大于所述多量子阱有源区(104)中势垒层的禁带宽度。

2.根据权利要求1所述的一种具有空穴注入结构电子阻挡层的发光二极管，其特征在于，所述p型氮化物层、所述多量子阱有源区(104)以及所述n型氮化物层均由组分均匀的二元氮化物、三元氮化物、四元氮化物构成，或者由组分渐变的三元、四元氮化物材料构成，二元氮化物采用GaN、InN或AlN，三元氮化物采用AlGaN或InGaN，四元氮化物采用AlInGaN。

3.根据权利要求1所述的一种具有空穴注入结构电子阻挡层的发光二极管，其特征在于，所述氮化物缓冲层由组分均匀的GaN、InN、AlN、AlGaN或者组分渐变的AlGaN氮化物材料中任一种构成。

4.根据权利要求1所述的一种具有空穴注入结构电子阻挡层的发光二极管，其特征在于，所述衬底(101)材料为极性、半极性或者非极性取向的蓝宝石、硅、碳化硅、氧化锌、氮化镓、氮化铝材料中任一种。

5.根据权利要求1所述的一种具有空穴注入结构电子阻挡层的发光二极管，其特征在于，所述p型掺杂氮化物空穴注入层的厚度为3～5nm；所述p型氮化物层的厚度为20～500nm；所述多量子阱有源区(104)的周期数为3～10，每个周期的厚度为3～15nm；所述n型氮化物层的厚度为0.5～5μm；所述氮化物缓冲层的厚度为15～30nm。

6.根据权利要求1所述的一种具有空穴注入结构电子阻挡层的发光二极管，其特征在于，所述超晶格势垒层(10511)使用Mg元素进行p型掺杂，掺杂形成的空穴浓度为1×10¹⁶～1×10¹⁷cm^-3；所述p型掺杂氮化物空穴注入层使用Mg元素进行p型掺杂，掺杂形成的空穴浓度为1×10¹⁶～1×10¹⁷cm^-3；所述p型氮化物层使用Mg元素进p型掺杂，掺杂形成的空穴浓度为1×10¹⁷～1×10¹⁹cm^-3；所述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1×10¹⁷～1×10²⁰cm^-3。

7.根据权利要求1所述的一种具有空穴注入结构电子阻挡层的发光二极管，其特征在于，所述超晶格势垒层(10511)、所述超晶格势阱层(10512)以及所述p型掺杂氮化物空穴注入层均由组分均匀的二元氮化物、三元氮化物、四元氮化物中任意一种构成，二元氮化物采用GaN、InN或AlN，三元氮化物采用AlGaN或InGaN，四元氮化物采用AlInGaN。