[发明专利]医疗用发光二极管

说明书

本发明提供了一种医疗用发光二极管，包括衬底，依次位于所述衬底上的过渡层、U型氮化镓层、N型氮化镓层、发光层、P型氮化镓层，所述发光层包括交替设置在所述N型氮化镓层上的多个发光垒层和多个发光阱层，所述发光垒层和所述发光阱层交替层叠设置，发光垒层为第一铝镓氮层，发光阱层为第二铝镓氮层，发光垒层数量比发光阱层数量多一个，至少其中之一发光阱层中铝含量随厚度逐渐降低，与该发光阱层相邻的发光垒层中铝含量随厚度逐渐升高。本发明提供的二极管形成的能带结构有利于电子与空穴复合，提高二极管发光性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种医疗用发光二极管。

背景技术

III-V族化合物半导体材料由于其较宽的直接带隙、良好的热学和化学稳定性，因而被广泛的应用于医疗微电子和光电子器件领域。III-V族化合物中氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)和氮化铟(InN)是直接带隙半导体材料，其室温禁带宽度依次为3.39eV、6.28eV和1.95eV，氮化镓及其固溶体可用于制造从可见光到紫外波段的医疗光电子器件，例如蓝光发光二极管、紫外发光二极管，近来III-V族化合物受到广泛重视，然而，由于氮化物熔点高、离解压大，在制备单晶方面却进展缓慢，不利于氮化镓材料在器件方面的应用。

现有技术的氮化镓基发光二极管，主要包括通过金属有机化学气相沉积技术依次生长在衬底上缓冲层、U型氮化镓层、N型氮化镓层、发光层、P型氮化镓层。其中发光层包括周期性层叠的发光阱层和发光垒层，发光层位于N型氮化镓层和P型氮化镓层之间，通过芯片工序分别在N型氮化镓层和P型氮化镓层上形成电极，通电状态下N型氮化镓层产生的电子和P型氮化镓层产生的空穴在发光层中复合发光，由于电子迁移率高于空穴迁移率(前者约为后者三倍)，同时在紫外发光二极管的发光层中，较高的铝含量降低了发光二极管的发光性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种医疗用发光二极管，能够有效提高二极管性能。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种医疗用发光二极管，包括衬底，位于所述衬底上的过渡层，位于所述过渡层上的U型氮化镓层，位于所述U型氮化镓层上的N型氮化镓层，位于所述N型氮化镓层上的发光层，位于所述发光层上的P型氮化镓层，所述发光层包括交替设置在所述N型氮化镓层上的多个发光垒层和多个发光阱层，所述发光垒层和所述发光阱层交替层叠设置，发光垒层为第一铝镓氮层，发光阱层为第二铝镓氮层，第一铝镓氮层和第二铝镓氮层铝含量不同，第一个发光垒层位于N型氮化镓层上，P型氮化镓层位于最后一个发光垒层上，发光垒层数量比发光阱层数量多一个，至少其中之一发光阱层中铝含量随厚度逐渐降低，与该发光阱层相邻的发光垒层中铝含量随厚度逐渐升高。

可选的，所述铝含量随厚度逐渐降低的发光阱层位于所述N型氮化镓层一侧，所述发光阱层中铝含量随厚度降低速率大于与该发光阱层相邻的发光垒层中铝含量随厚度升高速率。

可选的，所述铝含量随厚度逐渐降低的发光阱层厚度小于与该发光阱层相邻的发光垒层厚度。

可选的，所述铝含量随厚度逐渐降低的发光阱层位于所述P型氮化镓层一侧，所述发光阱层中铝含量随厚度降低速率小于与该发光阱层相邻的发光垒层中铝含量随厚度升高速率。

可选的，所述铝含量随厚度逐渐降低的发光阱层厚度大于与该发光阱层相邻的发光垒层厚度。

可选的，所述铝含量随厚度逐渐降低的发光阱层与铝含量随厚度逐渐升高的发光垒层之间还包括一中间层，所述中间层位于该发光阱层上，发光垒层位于所述中间层上。

可选的，所述中间层为第三铝镓氮层，所述第三铝镓氮层铝含量介于第一铝镓氮层铝含量和第二铝镓氮层铝含量之间。

可选的，所述第三铝镓氮层中铝含量随厚度均匀变化。

可选的，所述中间层为铟镓氮层。