本實用新型屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有高能量空穴的發(fā)光二極管。

背景技術(shù)：

發(fā)光二極管（英文為Light Emitting Diode，簡稱LED）是一種固態(tài)半導(dǎo)體器件，被廣泛用于指示燈、顯示屏等照明領(lǐng)域發(fā)。其中，氮化鎵系發(fā)光二極管因其帶隙覆蓋各種色光，成為國內(nèi)外產(chǎn)學(xué)研各界重點研究的對象，尤其是近年來有源區(qū)結(jié)構(gòu)逐漸成為各界研究的熱點。目前LED受限于其亮度的影響，導(dǎo)致其應(yīng)用在照明上面的成本相較傳統(tǒng)照明器件一直較高，從而影響其普及的速度。目前改善LED的亮度研究方向很多，其中如何提高具有較高能量空穴的濃度是研究的重點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本實用新型提出一種具有高能量空穴的發(fā)光二極管，包括襯底、位于所述襯底上的P型層、位于所述P型層上的多量子阱層，以及位于所述多量子阱層上的N型層，其特征在于：所述P型層為AlN層與AlGaN層的交替層疊結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述P型層為AlN層/AlGaN層/AlN層多層結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述AlN上還設(shè)置一P型雜質(zhì)聚集層。

優(yōu)選的，所述AlN層為采用PVD法制備的非故意摻雜結(jié)構(gòu)層。

優(yōu)選的，所述AlGaN層為采用MOCVD法制備的P型摻雜層。

優(yōu)選的，所述AlN層、P型雜質(zhì)聚集層和AlGaN層組成具有較高空穴能量的P型層。

優(yōu)選的，所述AlN層與AlGaN層為周期性交替層疊，其周期數(shù)為2~10。

優(yōu)選的，所述AlGaN層的厚度為100?~300 ?。

優(yōu)選的，所述P型層與所述多量子阱層之間還包括一緩沖層。

優(yōu)選的，所述P型層的厚度為200?~500 ?。

本實用新型至少具有以下有益效果：采用PVD法在襯底上生長AlN層提高了底層的晶體質(zhì)量，然后在AlN層上設(shè)置一P型雜質(zhì)聚集層，P型雜質(zhì)的遷移作用，是的AlN層為非故意摻雜結(jié)構(gòu)，然后在設(shè)置一MOCVD法制備的P型摻雜AlGaN層，由此組成的P型層不僅具有較高的晶體質(zhì)量而且其中的空穴能量較高，提高發(fā)光二極管的有效復(fù)合輻射效率。

附圖說明

附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的限制。此外，附圖數(shù)據(jù)是描述概要，不是按比例繪制。

圖1 為本實用新型具體實施方式之發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2 為本實用新型具體實施方式之多量子阱層結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)示：100：襯底；200：P型層；210：AlN層；220：AlGaN層；230：P型雜質(zhì)聚集層；300：多量子阱層；400：N型層；500：緩沖層。

具體實施方式

請參看附圖1~2， 本實施例提出的一種具有高能量空穴的發(fā)光二極管包括：包括襯底100、位于襯底100上的P型層200、位于P型層200上的多量子阱層300，以及位于多量子阱層300上的N型層400，其中，P型層200為AlN層210與AlGaN層220的交替層疊結(jié)構(gòu)，具體地，AlN層210為采用PVD法制備的非故意摻雜層，AlGaN層220為采用MOCVD法制備的P型摻雜層；為使PVD法制備的AlN層210內(nèi)部摻雜有P型雜質(zhì)，其上部還設(shè)置有一P型雜質(zhì)聚集層230，所述AlN層210、P型雜質(zhì)聚集層230和AlGaN層220構(gòu)成的P型層200中空穴的具有較高的能量，這是由于P-AlN材料具有較高的能級，因此在高能級材料上所產(chǎn)生的空穴相較P-GaN低能級材料中的空穴具有較高的能量。

但同時由于AlN的P型摻雜較困難，其產(chǎn)生的空穴通常較少，而GaN材料相較AlN材料所產(chǎn)生的空穴通常較多，但空穴能量會略低。本實施例為了獲得較高能量的空穴又保證空穴的濃度，因此設(shè)計出AlN層210與AlGaN層220交替層疊結(jié)構(gòu)，其可以為周期性的交替層結(jié)構(gòu)，周期數(shù)為2~10，也可以為非周期性層疊結(jié)構(gòu)，本實施例優(yōu)選為非周期性結(jié)構(gòu)，即P型層200AlN層210/AlGaN層220/AlN層210多層結(jié)構(gòu)，每一AlN層210上均設(shè)置有一P型雜質(zhì)聚集層230。

P型層200的厚度為200?~500?，其中AlGaN的厚度為100?~300?，本實施例中生長的P型層200不僅厚度較薄，可減少吸光，而且晶體質(zhì)量較好。如果按照傳統(tǒng)的方式，在多量子阱層300上生長P型層200，那么本實施例提供的P型層200的生長方式會對多量子阱層300有很大的破壞作用，且生長的材料晶體質(zhì)量較差，進(jìn)而影響發(fā)光二極管的光電性能。

本實施例中的發(fā)光二極管還包括位于P型層200與多量子阱層300之間的緩沖層500，其組成材料為GaN，其主要是對AlN層210與多量子阱層300之間的晶格失配進(jìn)行緩沖同時使這兩層產(chǎn)生的失配應(yīng)力得到釋放。

本實用新型采用PVD在襯底100上生長AlN層210提高了底層的晶體質(zhì)量，然后在AlN層210上設(shè)置一P型雜質(zhì)聚集層230，P型雜質(zhì)的遷移作用，是的AlN層210為非故意摻雜結(jié)構(gòu)，然后在設(shè)置一MOCVD法制備的P型摻雜AlGaN層220，由此組成的P型層200具有不僅具有較高的晶體質(zhì)量而且其中的空穴能量較高，提高發(fā)光二極管的有效復(fù)合輻射效率。

應(yīng)當(dāng)理解的是，上述具體實施方案為本實用新型的優(yōu)選實施例，本實用新型的范圍不限于該實施例，凡依本實用新型所做的任何變更，皆屬本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。