[发明专利]具有p型限制发射层的氮化物发光二极管

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有p型限制发射层的氮化物发光二极管，具体的说是关于一种发光层与p型层之间形成一p型限制发射层(p-cladding injectionlayer)的氮化物发光二极管。

背景技术

世界能源的短缺是不争的事实，全球各国莫不积极投入节能产品的研发，其中节能灯的问世便是这一趋势下的产物。但随着发光二极管(LED)技术的进步，白光发光二极管的应用发展迅速，在指示灯、携带式手电筒、LCD背光板、地面灯/逃生灯/医疗设备光源、汽车仪表及内装灯、辅助照明、主照明等领域均有广泛的应用，而以背光源与照明为目前的主要应用。因此发光二极管将作为下一世代照明产品占据市场；发光二极管具有轻巧、省电及寿命长的优点，因此，符合了世界的潮流。

目前发光二极管在白光市场的应用，已将小型照明市场，带入另外一个境界，其中手机的背光源，已经被发光二极管所取代，从早期的黄、绿光发光二极管到现在的白光或蓝白光发光二极管，已将手机点缀的五彩缤纷；至于将来的个人数字助理(personal digital assistant：PDA)乃至液晶显示面板(TFT-LCD)的背光源，也都将成为发光二极管的天下，其具有轻薄省电与寿命长的优点将使其具有不可取代的地位。

就现阶段而言，距离实际进入白光发光二极管照明时代，尚需时日。若白光发光二极管要取代现阶段照明市场，发光效率至少要达到100lm/W以上，这个目标也将成为各国努力的目标。

发明内容

为提高上述发光二极管发光效率，以因应趋势的需求，本发明旨在提出一种具有p型限制发射层的氮化物发光二极管，其可提高发光效率并且比现有产品增加20％～40％亮度。

本发明解决上述上述问题采用的技术方案是：具有p型限制发射层的氮化物发光二极管，包含：

-蓝宝石衬底；

-由氮化物半导体分别形成的n侧层和p侧层；

-在n侧层和p侧层之间具有由氮化物半导体构成的活性层；

其特征在于：p侧层由p型限制发射层、p型层及p型接触层依次层叠构成；p型限制发射层是由第一氮化铝铟镓、氮化铟镓、第二氮化铝铟镓依次层叠构成的一复合式半导体层；p型限制发射层分别与p型层及n侧层之上的发光层连接。

本发明的p型限制发射层中的氮化铝铟镓和/或氮化铟镓掺杂了镁Mg，p型限制发射层厚度为100埃～1000埃；p型限制发射层中的氮化铟镓层为高掺镁的氮化物半导体层，其Mg的掺杂量大于1×10¹⁹cm^-3，本发明优先选择p型限制发射层中Mg的掺杂量大于1×10²⁰cm^-3，。

第一氮化铝铟镓AlxInyGal-x-yN膜厚为5埃～100埃，0＜x＜0.3，0≤y＜0.3；本发明优先选择第一氮化铝铟镓的膜厚10埃～30埃，0.05≤x≤0.2，0≤y≤0.1 5。

氮化铟镓InzGal-zN膜厚为10埃～100埃，0.1＜z＜0.4；本发明优先选择氮化铟镓膜厚15埃～30埃，0.2≤z≤0.3。

第二氮化铝铟镓AlxInyGal-x-yN膜厚为85埃～800埃，0＜x＜0.3，0≤y＜0.3；本发明优先选择第二氮化铝铟镓膜厚为100埃～600埃，0.05≤x≤0.2，0≤y≤0.15。

本发明的有益效果是：在氮化物发光二极管是设有的p型限制发射层内能夠提供高浓度的电洞载子(Hole carrier)，因而可以提高氮化物发光二极管元件的发光效率，并且降低了其本身的能障高度(Barrier height)，进而降低其电阻值，增加其导电性，降低氮化物发光二极管元件的正向电压，因此本发明能够应用于发光效率要求更高的用途中。

附图说明

图1是本发明实施方式的氮化物发光二极管元件的模式剖面图。

图2是本发明实施方式的氮化物发光二极管元件的能带示意图。

图3是本发明实施例的发光输出功率的曲线图。

图4是本发明实施例的正向电流-正向电压的曲线图(I-V Curve)。

图中：

100.蓝宝石衬底；101.缓冲层；102.n型层；

103.发光层

104.p型限制发射层；

104a.第一氮化铝铟镓；104b.氮化铟镓；104 c.第二氮化铝铟镓；

105.p型层；106.p型接触层；

107.p欧姆电极；108.n欧姆电极；109.p焊接区(pad)电极。

具体实施方式