[实用新型]一种发光二极管

说明书

本实用新型属于半导体技术领域，尤其涉及一种发光二极管，至少包括依次层叠的衬底、第一导电型半导体层、发光层和第二导电型半导体层，以及第一电极和第二电极，所述第一电极与第一导电型半导体层电性连接，所述第二电极与第二导电型半导体层电性连接，所述发光层包括由量子阱层和量子垒层交替层叠的量子阱结构，其特征在于：所述量子阱层包括第一量子阱层和第二量子阱层，所述第二量子阱层位于第一量子阱层和量子垒层之间，所述第二量子阱层的能隙小于第一量子阱层。本实用新型可以降低量子阱层中的极化电场，提高发光效率。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种具有量子阱结构的发光二极管。

背景技术

以GaN为代表的宽禁带材料，是继Si和GaAs之后的第三代半导体。目前通常在蓝宝石衬底的C面上外延生长GaN基LED，得到的是c面GaN。III-V族氮化物材料的空间结构不具有空间中心反演对称，并且V族元素的原子和N原子的电负性相差很大，因此沿GaN的0001方向具有很强的极性.这一极化效应将产生强度较高的内建电场，并且使正负载流子在空间上分离，这样导致发光波长红移，更严重的后果是电子和空穴波函数交叠变少，材料的发光效率大大降低。

发明内容

因此，本实用新型通过对量子阱的改进，尤其是量子阱中阱层的设计，使其内部的极化效应降低，具体技术方案如下：

本实用新型提供一种发光二极管，至少包括依次层叠的衬底、第一导电型半导体层、发光层和第二导电型半导体层，以及第一电极和第二电极，所述第一电极与第一导电型半导体层电性连接，所述第二电极与第二导电型半导体层电性连接，所述发光层包括由量子阱层和量子垒层交替层叠的量子阱结构，其特征在于：所述量子阱层包括第一量子阱层和第二量子阱层，所述第二量子阱层位于第一量子阱层和量子垒层之间，所述第二量子阱层的能隙小于第一量子阱层。

优选的，所述第二量子阱层的厚度小于第一量子阱层的厚度。

优选的，所述第一量子阱层和第二量子阱层均为包含In的材料层，所述第一量子阱层的In含量小于第二量子阱层的In含量。

优选的，所述第一量子阱层为InxGa1-xN,0x＜1，所述第二量子阱层为InyGa1-yN,0y≤1，其中y＞x。

优选的，所述第一量子阱层为InGaN层，所述第二量子阱层为InN层或者InGaN层，第二量子阱层中的In含量大于第一量子阱层中的In含量。

优选的，所述第二量子阱层的厚度与第一量子阱层的厚度比例范围为1:100~1:10。

优选的，所述第一量子阱层的厚度范围为10~100埃。

优选的，所述第二量子阱层的厚度为0.1~10埃。

优选的，所述量子阱层和量子垒层交替层叠的周期数为5~50。

优选的，所述发光层和第二导电型半导体层之间还包括电子阻挡层。

优选的，所述发光二极管还包括衬底，所述第一导电型半导体层层叠宇衬底之上。

优选的，所述衬底和第一导电型半导体层之间还包括缓冲层。

优选的，所述第二导电型半导体层和第二电极之间还包括接触层。

优选的，所述发光二极管为大电流发光二极管。

本实用新型将量子阱层设计为由In含量不同的第一量子阱层和第二量子阱层组成，并且将In含量较高的第二量子阱层设置于第一量子阱层和量子垒层之间，从而使极化电场在压电效应的作用下在第一量子阱层和第二量子阱层的界面处发生反转，降低第一量子阱层的极化效应，从而提高发光层的发光效率。

附图说明

图1为本实用新型之发光二极管之截面结构示意图。