[发明专利]一种发光二极管

说明书

本发明公开了一种发光二极管，其通过在P型氮化物层中引入Fe掺杂氮化物层，用Fe元素和Mg元素共同作为空穴提供原子；由于Fe掺杂氮化物层空穴生成速率较Mg掺杂氮化物层的空穴生成速率快，以此来弥补传统Mg掺杂P型氮化物层相对多量子阱结构层物理位置前后差异导致的空穴迁移差异，从而形成较高浓度和较为稳定的空穴载子流。

技术领域

本发明属于半导体光电器件领域，尤其涉及一种P型氮化物层采用Mg、Fe共掺杂的发光二极管。

背景技术

目前，发光二极管（Light-emitting diodes，简称LED）以其高效率、长寿命、全固态、自发光和绿色环保等优点，已经被广泛应用于照明和显示两大领域，尤其当前白光照明领域的开发，使得市场对LED外延片及芯片的需求量骤增。目前，随着照明市场需求的日益提高，白光产品尤其是大电流白光照明产品的技术研发与提升变得尤为重要。

目前发光二极管的结构主要包括衬底，以及依次位于衬底上的缓冲层、N型GaN层、发光层和低温P-GaN层、电子阻挡层、高温P型GaN层和P型接触层，其中P型杂质均为Mg，该结构存在以下问题：1.Mg掺杂效率低，导致需要较厚的Mg 掺杂层PGaN产生要求数量的空穴，但较厚的盖层会导致LED有源层光效的损失；2.Mg活化率较低，且生成的空穴载子迁移率较慢(普遍认为是电子载子的1/10左右)，从而导致空穴较难和电子同时到达发光层的复合区域，大大降低有效复合效率，呈现较低的内量子效率和光效。

发明内容

为了解决上述问题，本发明首先提出一种发光二极管，包括一衬底，以及依次位于衬底上的缓冲层、N型氮化物层、多量子阱结构层和P型氮化物层，其特征在于：所述P型氮化物层至少包括一Mg掺杂氮化物层和一Fe掺杂氮化物层。

优选的，所述P型氮化物层包括第一P型氮化物层、第二P型氮化物层，第一P型氮化物层或/和第二P型氮化物层至少包括Mg掺杂氮化物层和Fe掺杂氮化物层。

优选的，所述第一P型氮化物层包括第一Mg掺杂氮化物层、第一FeN层和第一Fe掺杂氮化物层。

优选的，所述第二P型氮化物层包括第二Mg掺杂氮化物层、第二FeN层和第二Fe掺杂氮化物层。

优选的，所述第一P型氮化物层包括第一Mg掺杂氮化物层、第一FeN层和第一Fe掺杂氮化物层；所述第二P型氮化物层包括第二Mg掺杂氮化物层、第二FeN层和第二Fe掺杂氮化物层。

优选的，所述多量子阱结构层与所述第一P型层之间设置有第一电子阻挡层。

优选的，所述第一P型氮化物层与所述第二P型氮化物层之间设置有第二电子阻挡层。

优选的，所述第二P型层上设置有一接触层。

优选的，所述第一Mg掺杂氮化物层的厚度为100Å~300 Å，Mg杂质浓度为1质10²⁰~1×10²¹/cm³。

优选的，所述第一Fe掺杂氮化物层的厚度为100Å~300 Å，Fe杂质浓度为1×10²⁰~1×10²¹/cm³。

优选的，所述第二Mg掺杂氮化物层的厚度为50Å~200 Å，Mg杂质浓度为1×10²⁰~1×10²¹/cm³。

优选的，所述第二Fe掺杂氮化物层的厚度为50Å~200 Å，Fe杂质浓度为1×10²⁰~1×10²¹/cm³。

优选的，所述第一电子阻挡层的厚度为10Å~50Å。

优选的，所述第二电子阻挡层为含铝氮化物层，铝组份为5%~15%。