一种P型结构层及发光二极管的制作方法

本实用新型属于半导体领域，尤其涉及一种P型结构层及发光二极管。

背景技术：

传统结构的发光二极管，从下至上包括依次层叠的衬底、N型层、发光层、P型层和P型接触层。当向发光二极管注入电流后，N型层提供电子，P型层提供空穴，电子和空穴在发光层中复合，使发光二极管发射一定波长的光线。其中，电子的迁移率（mobility）较空穴快，导致在发光层中，电子空穴对分布不均，不能有效复合。

技术实现要素：

为解决以上问题，一方面，本实用新型提供一种P型结构层，包括第一P型层，其特征在于：还包括位于第一P型层之上的极化电流注入层，所述极化电流注入层包括依次层叠的的p⁺-GaN层、未掺杂含铝氮化物层、以及 n⁺-GaN层。

优选的，所述未掺杂含铝氮化物层为u-AlGaN层或者u-AlN层或者u-AlInGaN层。

优选的，所述极化电流注入层的厚度为10~150埃。

优选的，所述p⁺-GaN层的厚度为1~50埃。

优选的，所述未掺杂含铝氮化物层的厚度为1~50埃。

优选的，所述n⁺-GaN层的厚度为1~50埃。

优选的，所述P型掺杂的杂质为Mg，所述N型掺杂的杂质为Si。

另一方面，本实用新型还提供了一种包括上述P型结构层的发光二极管，从下至上至少包括依次层叠的衬底、第一N型层、第一发光层和一P型结构层，其中，所述P型结构层包括第一P型层，以及位于第一P型层之上的极化电流注入层，所述极化电流注入层包括依次层叠的的p⁺-GaN层、未掺杂含铝氮化物层、以及 n⁺-GaN层。

优选的，所述发光二极管还包括设置于所述P型结构层上的第二N型层、第二发光层、第二P型层和P型接触层，形成双层发光结构。

优选的，所述p⁺-GaN层的P型杂质含量大于第一P型层的杂质含量；所述n⁺-GaN层的N型杂质含量大于第一N型层的杂质含量。

优选的，所述第一N型层和第二N型层相同或不同；第一P型层和第二P型层相同或不同；第一发光层和第二发光层相同或不同。

本实用新型在传统发光二极管的P型层之上设置由P型高掺杂的p⁺-GaN层、未掺杂含铝氮化物层，以及N型高掺杂的n⁺-GaN层组成的极化电流注入层，在极化电流注入层中形成“P-I-N”结构，其中未掺杂含铝氮化物层分别与p⁺-GaN层和n⁺-GaN层产生能带弯曲，进而产生在未掺杂含铝氮化物层的双侧产生双层二维电子气，产生极化电流，加速电流速度，提供较大的极化电流注入，加速P型层中空穴向发光层的迁移速率，使得发光层中电子与电洞对较为均匀，提升发光效率。

另外，利用极化电流注入层分隔两层发光层结构，电流分别通过其注入第一发光层和第二发光层中，提升LED发光亮度，通过此结构可提供在较低的操作电流密度下，达到较高的亮度，达到节能的效果。

附图说明

图1为本实用新型之具体实施例一之P型结构层结构示意图。

图2为本实用新型之具体实施例一之发光二极管结构示意图。

图3为本实用新型之具体实施例二之发光二极管结构示意图。

附图标注：

10.P型结构层；11.第一P型层；12.极化电流注入层；121. p⁺-GaN层；122. 未掺杂含铝氮化物层；123. n⁺-GaN层；20.衬底；30.第一N型层；40.第一发光层；50.第二N型层；60.第二发光层；70.第二P型层；80.P型接触层。

具体实施方式

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

实施例1

参看附图1，本实用新型提供一种新型的P型结构层10，包括第一P型层11、位于第一P型层11之上的极化电流注入层12，极化电流注入层12包括依次层叠的p⁺-GaN层121、未掺杂含铝氮化物层122，以及n⁺-GaN层123。未掺杂含铝氮化物层122可以为u-AlGaN层、u-AlN层或者u-AlInGaN层。

其中，极化电流注入层12的厚度为10~150埃，具体地，p⁺-GaN层121的厚度为1~50埃，未掺杂含铝氮化物层122的厚度为1~50埃，n⁺-GaN层123的厚度为1~50埃。未掺杂含铝氮化物层122为u-AlGaN层或者u-AlN层或者u-AlInGaN层。P型掺杂的杂质为Mg，N型掺杂的杂质为Si。

参看附图2，本实用新型还提供一种包括上述P型结构层10的发光二极管，其从下至上至少包括依次层叠的衬底20、第一N型层30、第一发光层40和P型结构层10。具体的P型结构层10如上述所述，此处不再赘述。

本实用新型在传统发光二极管的P型层之上设置由的p⁺-GaN层121、未掺杂含铝氮化物层122，以及N型高掺杂n⁺-GaN层123组成的极化电流注入层12，在极化电流注入层12中形成“P-I-N”结构。其中，p⁺-GaN层121与n⁺-GaN层123均为高掺杂结构层，具体地，p⁺-GaN层121的P型杂质含量大于第一P型层11的杂质含量，而 n⁺-GaN层123的N型杂质含量大于第一N型层30的杂质含量，未掺杂含铝氮化物层122分别与高掺杂的p⁺-GaN层121和n⁺-GaN层123产生能带弯曲，进而产生在未掺杂含铝氮化物层122的双侧产生双层二维电子气，产生极化电流，加速电流速度，提供较大的极化电流注入，加速P型层中空穴向发光层的迁移速率，使得发光层中电子与电洞对较为均匀，提升发光效率。

实施例2

参看附图3，本实施例在实施例一的基础上增设第二半导体发光结构，具体为在P型结构层10上设置第二N型层50、第二发光层60、第二P型层70和P型接触层80，形成双层发光结构。其中，第一N型层30和第二N型层50的材料相同或不同，第一P型层11和第二P型层60的材料相同或不同，第一发光层40和第二发光层70的材料相同或不同。本实施例中，第一N型层30和第二N型层50的材料均为GaN，第一P型层11和第二P型层60的材料均为GaN，第一发光层40和第二发光层70的材料均为InGaN，发光二极管发射蓝光。

利用极化电流注入层12分隔两层发光层结构，电流分别通过其注入两侧发光层中，提升LED发光亮度，通过此结构可提供在较低的操作电流密度下，达到较高的亮度，达到节能的效果。

应当理解的是，上述具体实施方案为本实用新型的优选实施例，本实用新型的范围不限于该实施例，凡依本实用新型所做的任何变更，皆属本实用新型的保护范围之内。