一种具有双空穴存储层的发光二极管制造技术

本实用新型专利技术一种具有双空穴存储层的发光二极管，其至少包括一衬底，及依次位于所述衬底上的缓冲层、N型层、有源层、电子阻挡层、P型层和P型接触层，其特征在于，所述发光二极管还包括位于有源层与电子阻挡层之间的第一空穴存储层和位于所述电子阻挡层和所述P型层之间的第二空穴存储层，所述双空穴存储层的禁带宽度小于所述电子阻挡层的禁带宽度。本实用新型专利技术在P型阻挡层与P型层之间插入一层未参杂的铟镓氮层增加了P型区内的空穴浓度，起到调节pn结结区的作用，进而提升发光复合效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体
，尤其涉及一种具有双空穴存储层的发光二极管。
技术介绍
传统的氮镓基发光二极管是一种将电能转化为光能的发光器件，广泛应用于人们的日常生活中。发光二极管芯片为半导体晶体，是发光二极管的核心组件。其中，发光二极管芯片一般包括外延片以及设于外延片上的电极。外延片一般包括衬底、依次层叠在衬底上的缓冲层、n型层、多量子阱层和P型AlGaN电子阻挡层、P型GaN层和P型接触层，由于P型AlGaN和p型Ga层中Mg的激活能都比较大(一般p-AlGaN为215meV，p-GaN为175eV)，常温下只有少量的Mg被激活，空穴浓度很低。造成的直接结果是pn结结区位置大部分落在P型区内，而活性发光层因为垒层掺杂成为N型区，只有少量的量子阱位于pn结区内参与发光，导致多量子阱区辐射复合效率较低，降低了发光二极管的发光效率。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提出一种具有双空穴存储层的发光二极管，其至少包括一衬底，及依次位于所述衬底上的缓冲层、N型层、有源层、电子阻挡层、P型层和P型接触层，其特征在于，所述发光二极管还包括位于有源层与电子阻挡层之间的第一空穴存储层和位于所述电子阻挡层和所述P型层之间的第二空穴存储层，所述双空穴存储层的禁带宽度小于所述电子阻挡层的禁带宽度。优选的，所述第一空穴存储层的禁带宽度大于所述第二空穴存储层的禁带度。优选的，所述第一空穴存储层为P型掺杂氮化物层或者含铟氮化物层。优选的，所述第二空穴存储层为P型掺杂氮化物层或者含铟氮化物层。优选的，所述第二空穴存储层为未掺杂的铟镓氮层。优选的，所述电子阻挡层为P型AlGaN层或者P型AlGaN/GaN超晶格结构层。优选的，所述第一空穴存储层的厚度为5~100nm。优选的，所述第二空穴存储层的厚度为2~70nm。本技术至少具有以下有益效果：本技术在电子阻挡层与有源层之间及电子阻挡层与P型层之间分别插入第一空穴存储层和第二空穴存储层来增加P型区域的空穴浓度，第一空穴存储层在提高空穴浓度的同时，同时起到阻挡电子溢流的作用，第二空穴存储层为一势阱层，起到聚集从P型层注入有源层的空穴的作用，因此，在外加电压的作用下，提高空穴注入到有源层的浓度及速率，起到调节pn结结区的作用，进而提升发光复合效率。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。图1为本技术具体实施方式之发光二极管结构示意图。附图标注：100：衬底；200：缓冲层；300：N型层；400：有源层；500：第一空穴存储层；600：电子阻挡层；700：第二空穴存储层；800：P型层；900：P型接触层。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本技术的实施方式，借此对本技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本技术的保护范围之内。参看图1，本技术提供的一种具有双空穴存储层的发光二极管，至少包括一衬底100，及依次位于衬底100上的缓冲层200、N型层300、有源层400、电子阻挡层600、P型层800和P型接触层900，其中，所述衬底100为蓝宝石图形化衬底100，缓冲层200为未掺杂的GaN层，N型层300为掺杂Si的氮化镓层，有源层400为InGaN/GaN超晶格结构层，电子阻挡层600为P型AlGaN层或者P型AlGaN/GaN超晶格结构层，P型层800为Mg掺杂的GaN层，P型接触层900为Mg掺杂的InGaN层。本技术为了提高P型区的空穴浓度，调整Pn结结区的位置，还包括位于有源层400与电子阻挡层600之间的第一空穴存储层500和位于电子阻挡层600和P型层800之间的第二空穴存储层700，其中，第一空穴存储层500和第二空穴存储层700构成发光二极管的双空穴存储层，双空穴存储层的禁带宽度均小于电子阻挡层600的禁带宽度，因而起到储存空穴、增加空穴浓度的作用。具体地，第一空穴存储层500的禁带宽度大于第二空穴存储层700的禁带宽度，提升第一空穴存储层500的势垒，防止电子溢流，同时，由于第一空穴存储层500直接沉积于有源层400上，为了防止破坏有源层400的晶体质量，设定第一空穴存储层500的为低温生长层，即其生长温度低于电子组层600的生长温度。第一空穴存储层500为P型掺杂氮化物层或者含铟氮化物层，第二空穴存储层700为P型掺杂氮化物层或者含铟氮化物层，本实施例优选第一空穴存储层500为生长温度低于电子阻挡层600的P型氮化镓层，第二空穴存储层700为未掺杂的铟镓氮层，因此在电子阻挡层600与P型层800之间形成一个势阱，该势阱能够聚集从P型层800注入到有源层的空穴，然后在外加电压的作用下，将聚集的注入到有源层400，从而提高了空穴的注入效率，促进电子和空穴的辐射复合效率，提高LED的发光效率。其中，第一空穴存储层500的厚度为5~100nm，第二空穴存储层700的厚度为2~70nm。本技术在电子阻挡层600与有源层400之间及电子阻挡层600与P型层800之间分别插入第一空穴存储层500和第二空穴存储层700来增加P型区域的空穴浓度，第一空穴存储层500在提高空穴浓度的同时，同时起到阻挡电子溢流的作用，第二空穴存储层700为一势阱层，起到聚集从P型层800注入有源层400的空穴的作用，因此，在外加电压的作用下，提高空穴注入到有源层400的浓度及速率，起到调节pn结结区的作用，进而提升发光复合效率。很明显地，本技术的说明不应理解为仅仅限制在上述实施例，而是包括利用本技术构思的所有可能的实施方式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有双空穴存储层的发光二极管，其至少包括一衬底，及依次位于所述衬底上的缓冲层、N型层、有源层、电子阻挡层、P型层和P型接触层，其特征在于，所述发光二极管还包括位于有源层与电子阻挡层之间的第一空穴存储层和位于所述电子阻挡层和所述P型层之间的第二空穴存储层，所述双空穴存储层的禁带宽度小于所述电子阻挡层的禁带宽度。

【技术特征摘要】
1.一种具有双空穴存储层的发光二极管，其至少包括一衬底，及依次位于所述衬底上的缓冲层、N型层、有源层、电子阻挡层、P型层和P型接触层，其特征在于，所述发光二极管还包括位于有源层与电子阻挡层之间的第一空穴存储层和位于所述电子阻挡层和所述P型层之间的第二空穴存储层，所述双空穴存储层的禁带宽度小于所述电子阻挡层的禁带宽度。2.根据权利要求1所述的一种具有双空穴存储层的发光二极管，其特征在于，所述第一空穴存储层的禁带宽度大于所述第二空穴存储层的禁带度。3.根据权利要求1所述的一种具有双空穴存储层的发光二极管，其特征在于，所述第一空穴存储层为P型掺杂氮化物层或者含铟氮化物层。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄文宾，蔡吉明，林兓兓，张家宏，
申请(专利权)人：安徽三安光电有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34