[发明专利]一种具有光子晶体反射层结构的发光二极管

权利要求书

1.一种具有光子晶体反射层结构的发光二极管，其特征在于，包括由下而上依次设置的光子晶体反射层(101)、衬底(102)、氮化物缓冲层(103)、n型氮化物层(104)、多量子阱结构(105)、电子阻挡层(106)、p型氮化物层(107)和透明导电层(108)；

所述发光二极管还包括n型电极(109)和p型电极(110)，n型电极(109)设置在n型氮化物层(104)表面，p型电极(110)设置在透明导电层(108)上表面。

2.根据权利要求1所述一种具有光子晶体反射层结构的发光二极管，其特征在于，所述光子晶体反射层(101)包括层叠设置的3～5个周期结构单元，每个周期结构单元包括由上而下依次设置的TiO₂层(1011)、Ag层(1012)、SiO₂层(1013)和Pt层(1014)，光子晶体反射层(101)的层厚度为450～750nm。

3.根据权利要求2所述一种具有光子晶体反射层结构的发光二极管，其特征在于，周期结构单元中的TiO₂层(1011)的厚度为25～35nm、Ag层(1012)的厚度为60～75nm、SiO2层(1013)的厚度为30～40nm、Pt层(1014)的厚度为30～45nm。

4.根据权利要求2所述一种具有光子晶体反射层结构的发光二极管，其特征在于，所述的p型氮化物层(107)的厚度为20～1000nm；

p型氮化物层(107)可采用组分均匀的p型二元氮化物、组分均匀的p型三元氮化物、组分均匀的p型四元氮化物、组分渐变的p型三元氮化物或组分渐变的p型四元氮化物；

p型氮化物层(107)使用Mg元素进行p型掺杂，掺杂形成的空穴浓度为1x10¹⁶～1x10¹⁹cm^-3

所述p型二元氮化物为InN、GaN或AlN；所述p型三元氮化物为AlGaN或InGaN；

所述p型四元氮化物为AlInGaN。

5.根据权利要求2所述一种具有光子晶体反射层结构的发光二极管，其特征在于，所述电子阻挡层(106)为AlN或BN氮化物，其厚度为2～20nm。

6.根据权利要求2所述一种具有光子晶体反射层结构的发光二极管，其特征在于，多量子阱结构(105)的周期设置的势阱和势垒，周期数为3～15，每个周期的长度为4～15nm，势阱和势垒材料不同，势阱和势垒均可采用组分均匀的二元氮化物、组分均匀的三元氮化物、组分均匀的四元氮化物、组分渐变的三元氮化物或组分渐变的四元氮化物。

7.根据权利要求2所述一种具有光子晶体反射层结构的发光二极管，其特征在于，所述n型氮化物层(102)的厚度为0.5～5μm；

n型氮化物层(102)可采用组分均匀的n型二元氮化物、组分均匀的n型三元氮化物、组分均匀的n型四元氮化物、组分渐变的n型三元氮化物或组分渐变的n型四元氮化物；

其中，n型二元氮化物为InN、GaN或AlN；n型三元氮化物为AlGaN或InGaN；n型四元氮化物为AlInGaN；

该n型氮化物层(102)采用Si元素进行n型掺杂，掺杂形成的电子浓度为1x10¹⁷～1x10²¹cm^-3。

8.根据权利要求2所述一种具有光子晶体反射层结构的发光二极管，其特征在于，所述氮化物缓冲层(103)采用组分均匀的二元或三元氮化物；

或者，氮化物缓冲层(103)采用组分渐变的三元氮化物；

其中，二元氮化物为InN、GaN或AlN；三元氮化物为AlGaN或InGaN。

9.根据权利要求2所述一种具有光子晶体反射层结构的发光二极管，其特征在于，所述衬底(102)可采用极性、半极性或非极性取向的蓝宝石、碳化硅、硅、氧化锌、氮化镓或氮化铝材料。