[发明专利]一种具有氮极性面n型电子阻挡层的发光二极管

权利要求书

1.一种具有氮极性面n型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)、氮极性面氮化物层(102)、极性反转氮化物层(103)、n型氮化物欧姆接触层(104)、n型氮极性面电子阻挡层(106)、非掺杂超晶格结构氮化物层(107)、多量子阱有源层(108)、p型氮化物欧姆接触层(109)，以及n型氮化物欧姆接触层(104)上设置的n型电极(105)和在p型氮化物欧姆接触层(109)上设置的p型电极(110)；

n型氮极性面电子阻挡层(106)的禁带宽度大于非掺杂超晶格结构氮化物层(107)中势垒层和多量子阱有源层(108)中势垒层的禁带宽度，且非掺杂超晶格结构氮化物层(107)中势垒层的禁带宽度大于多量子阱有源层(108)中势垒层的禁带宽度。

2.根据权利要求1所述的具有氮极性面n型电子阻挡层的发光二极管，其特征在于：氮极性面n型电子阻挡层(106)选用组分均匀或者渐变的AlGaN、InGaN三元氮化物材料或AlInGaN四元氮化物材料，厚度为1-20nm，使用Si元素进行n型掺杂，掺杂形成的电子浓度为1×10¹⁸～5×10¹⁹cm^-3。

3.根据权利要求1所述的具有氮极性面n型电子阻挡层的发光二极管，其特征在于：非掺杂超晶格结构氮化物层(107)的重复周期数为2～20，禁带宽度沿生长方向线性递减，每个周期长度为2-10nm，选用AlGaN/AlInGaN超晶格结构以及由三元或者四元氮化物与AlGaN/AIlnGaN超晶格组成的复合型超晶格结构中的任一种。

4.根据权利要求1-3任一所述的具有氮极性面n型电子阻挡层的发光二极管，其特征在于：氮极性面氮化物层(102)为组分均匀的氮化镓或氮化铝材料。

5.根据权利要求1-3任一所述的具有氮极性面n型电子阻挡层的发光二极管，其特征在于：极性反转氮化物层(103)的厚度为0.1～1μm，选用组分均匀的经过图形化处理的GaN、AlN二元氮化物材料。

6.根据权利要求1-3任一所述的具有氮极性面n型电子阻挡层的发光二极管，其特征在于：p型氮化物欧姆接触层(109)的厚度为20～500nm，选用组分均匀的p型GaN二元氮化物材料，或p型AlGaN、InGaN三元氮化物材料，或p型AlInGaN四元氮化物材料，或组分渐变的AlGaN、InGaN、AlInGaN氮化物材料；p型氮化物欧姆接触层(109)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。

7.根据权利要求1-3任一所述的具有氮极性面n型电子阻挡层的发光二极管，其特征在于：多量子阱有源层(108)的重复周期数为3～10，每个周期的长度为3～15nm，选用组分均匀的GaN二元氮化物材料，或AlGaN、InGaN三元氮化物材料，或AlInGaN四元氮化物材料，或组分渐变的AlGaN、InGaN、AlInGaN氮化物材料构成多量子阱有源层。

8.根据权利要求1-3任一所述的具有氮极性面n型电子阻挡层的发光二极管，其特征在于：n型氮化物欧姆接触层(104)的厚度为0.5～5μm，选用组分均匀的AlGaN三元氮化物层，或InAlGaN四元氮化物层，或者组分渐变的AlGaN、InAlGaN氮化物层，AlGaN/InAlGaN超晶格结构以及三元或者四元氮化物与AlGaN/InAlGaN超晶格组成的复合型结构中的任何一种；n型氮化物欧姆接触层(104)中的势垒层使用Si元素进行n型掺杂，掺杂形成的电子浓度为1×10¹⁷～1×10²⁰cm^-3。