[发明专利]一种PIPN结构的发光二极管及其制备方法

说明书

本申请公开了一种PIPN结构的发光二极管及其制备方法，该发光二极管在有源层和N型结构层之间设置了一层P型插入层，P型插入层一方面可作为电子的阻挡层，降低电子传输效率。另一方面由于P型插入层的存在，使得发光二极管由原本的PIN结构变成PIPN结构，这将大大减少整个有源层的内建电场，该内建电场的方向由N型结构层指向P型空穴供给层，即该内建电场对空穴的电场力阻碍了有源层中空穴往N型结构层方向的传输，因此对该内建电场的减弱有利于提高空穴向N型结构层方向的传输。P型插入层在这两方面的作用，可缩小电子和空穴传输效率的差异，从而使得电子和空穴在有源层中可以均匀分布，大大提高了电子和空穴的碰撞几率，进而提升辐射复合效率。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，更具体地说，涉及一种PIPN结构的发光二极管及其制备方法。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，也称为电致发光二极管，是LED灯的核心组件。随着发光二极管技术的快速发展，发光二极管在各领域中的应用越来越广泛。

III-V族氮化物，由于其直接带隙半导体的特性，具有禁带宽度大、击穿电场高、电子饱和迁移率高等优异的物理特性，在电学、光学领域受到广泛的关注。其中，以GaN基为主要材料的蓝绿光发光二极管，更是在照明、显示、数码方面有着长足的发展。

但是目前的氮化物发光二极管普遍存在着大电流下发光效率衰减过快的技术难题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供了一种PIPN结构的发光二极管及其制备方法，以解决发光二极管在大电流下发光效率衰减过快的问题。

为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：

一种PIPN结构的发光二极管，包括：

基底；

位于所述基底一侧的N型结构层；

位于所述N型结构层背离所述基底一侧的P型插入层；

位于所述P型插入层背离所述基底一侧的有源层；

位于所述有源层背离所述基底一侧的电子阻挡层；

位于所述电子阻挡层背离所述基底一侧的P型空穴供给层。

可选的，所述P型插入层为P型铝铟镓氮层。

可选的，所述P型铝铟镓氮层的材料禁带宽度大于所述N型结构层的材料禁带宽度；

所述P型铝铟镓氮层的厚度取值范围为10-200nm，所述P型铝铟镓氮层的掺杂浓度的取值范围为1E17/cm^-3～1E19/cm^-3。

可选的，所述N型结构层包括：U-GaN层和N-GaN电子供给层；其中，所述N-GaN电子供给层位于所述U-GaN层背离所述基底一侧表面；

所述有源层包括交替层叠设置的多层铟镓氮层和多层氮化镓层；

所述P型空穴供给层包括P型氮化镓层。

可选的，还包括：

位于所述基底与所述N型结构层之间的缓冲层；

位于所述P型空穴供给层背离所述基底一侧的欧姆接触层；

位于所述欧姆接触层背离所述基底一侧表面的第一电极；

位于所述N型结构层背离所述基底一侧表面的第二电极。

一种PIPN结构的发光二极管的制备方法，包括：

提供基底；