[发明专利]具有调制掺杂电流扩展层的发光二极管

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管，尤其是一种具有调制掺杂电流扩展层的发光二极管。

背景技术

目前，半导体发光二极管已经被广泛地应用于显示、照明和通讯等经济生活中。发光二极管的光电转换效率可由其输出的光功率与输入的电功率的比值所决定。为了提高发光二极管的光电转换效率，可以从两个方面入手：一是提高发光二极管输出的光功率，譬如通过表面粗化减少全反射，从而提高光取出效率；二是降低发光二极管输入的电功率，譬如通过降低工作电压来减小功耗。

当电流从发光二极管的顶电极注入到有源区中时，电流一般都聚集在顶电极的下方，因此只有顶电极下方的一小部分有源区能够发光。这部分有源区发出的光在射向顶部时，会被不透明的顶电极所反射，无法有效地出射到空气中，降低了发光二极管的光取出效率，也即影响到发光二极管的光输出功率。为了解决这个问题，可以在电极下方增加一层电流扩展层，从而将电流扩展到未被电极遮盖的区域。

为了提高电流扩展层的电流扩展性能，现有发光二极管的电流扩展层常常会在基材层如AlGaAs材料层中均匀掺杂如Si、Mg等掺杂源，以提高电流扩展性能，但这种电流扩展层的电导率还是不理想，特别是电流在水平方向上无法充分扩展，从而导致发光二极管的工作电压偏高，也即发光二极管的功耗仍然偏高，光电转换效率较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有调制掺杂电流扩展层的发光二极管，可以提高电流扩展层的横向电导率，有效降低发光二极管的正向工作电压，提高发光二极管的光电转换效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种具有调制掺杂电流扩展层的发光二极管，包括一衬底，在衬底的下面连接有第一电极，在衬底的上面依次连接有第一型电流扩展层、第一型限制层、有源层、第二型限制层、第二型电流扩展层及第二电极，沿第二型电流扩展层的生长方向间隔连接X个Delta掺杂层，其中1 ≤ X ≤ 50。

优选所述的Delta掺杂层的厚度≤1nm。

如所述的第二电极为P极时，优选所述的Delta掺杂层由Be、Mg、Zn、Cd、C中的一种或几种P型掺杂源构成；进一步优选所述的Delta掺杂层中的P型掺杂源的浓度≥10²⁰cm^-3；且所述的第二型电流扩展层可由AlAs、GaAs、AlGaAs、AlInP、GaInP、AlGaInP、GaP的其中一种或几种基材再加上Be、Mg、Zn、Cd、C中的一种或几种P型掺杂源均匀混合构成；所述第二型电流扩展层中的P型掺杂源在基材中的掺杂浓度优选为10¹⁶~10¹⁹ cm^-3 。

如所述的第二电极为N极时，所述的Delta掺杂层由Si、Sn、S、Se、Te中的一种或几种N型掺杂源构成；进一步优选所述的Delta掺杂层中的N型掺杂源的浓度≥10²⁰cm^-3；且所述的第二型电流扩展层可由AlAs、GaAs、AlGaAs、AlInP、GaInP、AlGaInP、GaP的其中一种或几种基材再加上Si、Sn、S、Se、Te中的一种或几种N型掺杂源均匀混合构成；所述第二型电流扩展层中的N型掺杂源在基材中的掺杂浓度优选为10¹⁶~10¹⁹ cm^-3。

本发明沿第二型电流扩展层的生长方向间隔连接X个Delta掺杂层，其中1 ≤ X ≤ 50，由于Delta掺杂层能够有效提高第二型电流扩展层横向电导率，使得电流能够在第二型电流扩展层中充分扩展；因此本发明在同样的出光量的前提下发光二极管具有较低的工作电压，提高了发光二极管的光电转换效率。

附图说明

图1是本发明第一种实施例结构示意图；

图2是本发明第二种实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步详细说明。

实施例一、图1所示，一种具有调制掺杂电流扩展层的发光二极管，包括一衬底1，在衬底1的下面连接有第一电极2，在衬底1的上面依次连接有第一型电流扩展层3、第一型限制层4、有源层5、第二型限制层6、第二型电流扩展层7及第二电极8，第二电极8为P极，第一电极2为N极；

沿第二型电流扩展层7的生长方向间隔连接有三个Delta掺杂层9，Delta掺杂层9的设置个数可在1 至 50之间任意选择。

优选所述的Delta掺杂层9的厚度≤1nm。