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1、10申请公布号CN104201261A43申请公布日20141210CN104201261A21申请号201410456524122申请日20140910H01L33/06201001H01L33/1420100171申请人天津三安光电有限公司地址300384天津市滨海新区华苑产业区海泰南道20号72发明人董木森申利莹王笃祥王良均54发明名称一种发光二极管57摘要本发明公开了一种发光二极管，依次包括衬底、缓冲层、N型GAN层、MQW发光层和P型GAN层。所述MQW发光层由周期性阱/垒交替堆叠而成，所述阱层为INXGA1XN层，所述垒层为同时掺N/P的GAN层，可以为均匀掺杂、非均匀掺杂或DEL。
2、TA掺杂，掺杂N/P垒层个数和垒层中N/P掺杂周期、掺杂区域和掺杂浓度均可调节。本发明采用以上在MQW结构GAN垒层中同时进行N/P掺杂形成隧穿结，可有效提高空穴和电子在整个MQW区域的传输和扩散，从而拓宽MQW的发光区域并提高空穴和电子的复合几率，最终，显著提高发光二极管的发光效率。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN104201261ACN104201261A1/1页21一种发光二极管，包括衬底、缓冲层、N型GAN层、MQW发光层和P型GAN层，所述MQW发光层由周期性阱/垒交替堆叠。
3、而成，所述阱层为INXGA1XN层，所述垒层为同时掺N/P的GAN层。2根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于所述MQW发光层的周期个数为2100。3根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于所述INXGA1XN阱层中IN组分的X取值范围为0X1。4根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于所述同时掺N/P的GAN垒层的个数为1个数MQW周期个数。5根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于所述GAN垒层中N/P掺杂为均匀掺杂、非均匀掺杂或DELTA掺杂，通过控制MO源MFC的开关来实现。6根据权利要求5所述的发光二极管，其特征在于所述GAN垒层中N/P掺杂源分别为SIH4和CP2MG。7。
4、根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于所述GAN垒层中N/P掺杂周期个数为1100。8根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于所述GAN垒层中N/P掺杂区域要求在垒层内部，垒层靠近阱层的两侧区域为非掺，非掺GAN厚度5NM，以防止阱层中IN向垒层和垒层中SI/MG向阱层的扩散。9根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于所述GAN垒层中N/P的掺杂浓度要求N型GAN层/P型GAN层中N/P的掺杂浓度，范围为1101611021CM3。10根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于所述GAN垒层中N掺浓度为靠近P型GAN层时逐渐降低，P掺浓度为靠近N型GAN层时逐渐降低。权利要求书CN10。
5、4201261A1/3页3一种发光二极管技术领域0001本发明涉及一种半导体发光器件，特别是涉及一种发光二极管。背景技术0002近年来，发光二级管（LED）作为绿色光源已逐步应用在工农业以及人们的日常生活中，随着其应用的越来越广泛，进一步提高其效率已势在必行。GAN基发光二极管传统MQW结构（INXGA1XN/GAN）N中空穴浓度远小于电子浓度，导致二者复合几率低且发光区主要集中在最后几个MQW，因此严重限制着发光二极管的发光效率。因此，有必要发明一种高效MQW结构来解决上述存在的问题，进一步提高发光二极管的发光效率。发明内容0003针对上述问题，本发明提供了一种新颖高效的MQW结构，来提高发。
6、光二极管的发光效率。0004一种发光二极管，依次包括衬底、缓冲层、N型GAN层、MQW发光层和P型GAN层。所述MQW发光层由周期性阱/垒交替堆叠而成，周期个数为2100，优选515。所述阱层为INXGA1XN层，0X1，优选0104。所述垒层为同时掺N/P的GAN层，同时掺N/P的GAN垒层的个数可调节，1个数MQW周期个数。0005所述GAN垒层中N/P掺杂可以为均匀掺杂、非均匀掺杂或DELTA掺杂，通过控制MO源MFC的开关来实现，N/P掺杂源分别优选SIH4和CP2MG。0006所述GAN垒层中N/P掺杂周期、掺杂区域和掺杂浓度均可调节。掺杂周期个数1100，优选13。掺杂区域要求在垒。
7、层内部，垒层靠近阱层的两侧区域为非掺，非掺GAN厚度5NM，以防止阱层中IN向垒层和垒层中SI/MG向阱层的扩散。掺杂浓度要求N型GAN层/P型GAN层中的N/P掺杂浓度，范围为1101611021CM3，优选1101711018CM3，进一步地优选GAN垒层中N掺浓度为靠近P型GAN层时逐渐降低，P掺浓度为靠近N型GAN层时逐渐降低，可以为线性降低或非线性降低趋势。0007本发明所述高效率发光二极管，与GAN基发光二极管传统MQW结构（INXGA1XN/GAN）N相比，具有以下有益效果（1）采用在MQW结构GAN垒层中同时掺杂N/P形成隧穿结，可有效提高空穴和电子在整个MQW区域的传输和扩散。
8、，从而拓宽MQW的发光区域并提高空穴和电子的复合几率，最终，可显著提高发光二极管的发光效率；（2）本MQW结构中垒层同时掺杂N/P的形式多样，可设计空间大，可以对发光二极管的发光效率进行充分优化。附图说明0008附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按说明书CN104201261A2/3页4比例绘制。0009图1为本发明实施例提供的发光二极管的剖面示意图。0010图2为本发明实施例提供的发光二极管的MQW结构的剖面示意图。0011图3为本发明实施例提供的MQW结构的一种掺杂形式的控制示。
9、意图。0012图4为本发明实施例提供的MQW结构的另一种掺杂形式的控制示意图。0013图中标示100衬底；101缓冲层；102N型GAN层；103MQW发光层；103AINXGA1XN阱层；103BGAN垒层；104P型GAN层；105N电极；106P电极；107绝缘保护层。具体实施方式0014下面将结合附图对本发明的发光二极管进行更详细的描述。实施例0015如图1所示，本发明提供一种发光二极管，从下至上依次包括（1）一衬底100，所述衬底选用蓝宝石（AL2O3）或晶格常数接近于氮化物半导体的单晶氧化物，在本实施例优选为蓝宝石衬底。0016（2）一缓冲层101，所述缓冲层生长在衬底100之上，。
10、为氮化镓GAN和/或氮化铝（ALN）层，膜厚为10NM50NM。0017（3）一N型GAN层102，所述N型GAN层生长在缓冲层101之上，膜厚为100NM1000NM，掺杂浓度为1101811020CM3，优选11019CM3，掺杂源优选SIH4。0018（4）一MQW发光层103，所述MQW发光层生长在N型GAN层102之上。所述MQW发光层103由周期性阱/垒交替堆叠而成，如图2所示，周期个数为2100，优选515。0019所述阱层103A为INXGA1XN层，IN源采用TMIN，GA源采用TMGA或TEGA，N源采用NH3，膜厚为1NM10NM，0X1，优选0104。0020所述垒层1。
11、03B为同时掺N/P的GAN层，GA源采用TMGA或TEGA，N源采用NH3，膜厚为10NM30NM，同时掺N/P的GAN垒层的个数可调节，1个数MQW周期个数。0021所述GAN垒层103B中N/P掺杂可以为均匀掺杂（如图3所示）、非均匀掺杂（如图3所示）或DELTA掺杂（如图4所示），通过控制MO源MFC的开关来实现，N/P掺杂源分别优选SIH4和CP2MG。0022所述GAN垒层103B中N/P掺杂周期、掺杂区域和掺杂浓度可调节。掺杂周期个数1100，优选13。掺杂区域要求在垒层内部，垒层靠近阱层的两侧区域为非掺，非掺GAN厚度5NM，以防止阱层103A中IN向垒层103B和垒层103B。
12、中SI/MG向阱层103A的扩散。掺杂浓度要求N型GAN层102/P型GAN层104中的N/P掺杂浓度，范围为1101611021CM3，优选1101711018CM3，进一步地优选GAN垒层103B中N掺浓度为靠近P型GAN层104时逐渐降低，P掺浓度为靠近N型GAN层102时逐渐降低，可以为线性降低或非线性降低趋势。0023（5）一P型GAN层104，所述P型GAN层生长在MQW发光层103之上,膜厚为100NM300NM，掺杂浓度为1101911021CM3，优选11020CM3，掺杂源优选CP2MG。0024（6）一N电极105，所述N电极制作在通过蚀刻工艺暴露出的部分N型GAN层10。
13、2说明书CN104201261A3/3页5之上。0025（7）一P电极106，所述P电极制作在P型GAN层104之上。0026（8）一绝缘保护层107，所述绝缘保护层制作在裸露发光二极管的表面，用于保护发光二极管。0027以上所制备的发光二极管，采用在MQW结构GAN垒层中同时掺杂N/P形成隧穿结，可有效提高空穴和电子在整个MQW区域的传输和扩散，从而拓宽MQW的发光区域并提高空穴和电子的复合几率，因而，可显著提高发光二极管的发光效率。此外，本MQW结构中垒层同时掺杂N/P的形式多样，可设计空间大，可以对发光二极管的发光效率进行充分优化。0028以上表示了本发明的优选实施例，应该理解的是，本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有益效果。因此，以上描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制，凡依本发明所做的任何变更，皆属本发明的保护范围之内。说明书CN104201261A1/1页6图1图2图3图4说明书附图CN104201261A。