本发明实施例涉及半导体光电子器件，尤其涉及一种可提高空穴注入率发光二极管。
背景技术：
1、发光二极管(led，light emitting diode)因其卓越的光电转换效率、长久的使用寿命、便捷的集成特性以及低驱动电压等优势，在照明、显示屏、指示信号等多个领域得到了广泛的应用。在全球范围内，照明用电的占比显著，发达国家达到总发电量的20％，发展中国家则在10-15％之间，而欠发达国家和地区约为5％。这一广泛的用电需求使得led具备了替代传统白炽灯，成为新一代照明光源的巨大潜力，gan基带隙半导体材料因其发光光谱覆盖了从深紫外到中红外的广阔波段，相较于其他半导体材料，在照明领域展现出了更大的发展潜力和应用空间。这一独特优势使得gan材料成为研究和开发的热点，尽管gan基led已经实现了大规模产业化生产，但其发光效率仍面临挑战。这主要归因于gan基材料本身存在的自发极化效应和压电极化效应。这些极化效应产生的电场会导致多量子阱结构的能带发生形变，进而引发量子限制斯塔克效应(quantum confined stark effect)。随着驱动电流的增加，器件内部的漏电流问题愈发严重，最终导致内量子效率的降低。
2、然而，现有的发光二极管为了降低器件的漏电流，传统led结构采用了algan电子阻挡层，但是，由于gan/algan构成的是第一类异质结，这种结构会形成价带势垒，进而降低空穴的注入效率，这一限制因素导致了led的内量子效率和光输出效率无法达到理想水平，从而降低了发光二极管的利用效率。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本发明实施例提供了一种可提高空穴注入率发光二极管，以解决现有发光二极管为了降低器件的漏电流，传统led结构采用了algan电子阻挡层，但是，由于gan/algan构成的是第一类异质结，这种结构会形成价带势垒，进而降低空穴的注入效率，这一限制因素导致了led的内量子效率和光输出效率无法达到理想水平的问题。
2、本发明实施例提供了一种可提高空穴注入率发光二极管。该可提高空穴注入率发光二极管包括衬底，在衬底上依次生长的gan缓冲层、n型gan层、多量子阱发光区、电子阻挡层和p型gan层，所述n型gan层和p型gan层分别为n型和p型故意掺杂层。
3、在一些实施例中，所述衬底为蓝宝石纳米图形化衬底材料，所述缓冲层为低温外延的本征gan材料，且厚度为30纳米。
4、在一些实施例中，所述n型gan层为n型gan材料，且厚度为2～3微米，掺杂浓度为5×1018cm-3。
5、在一些实施例中，所述多量子阱发光层为ingan势阱与gan势垒交替组成，所述ingan势阱与gan势垒构成一个周期对，所述gan势垒位于所述ingan势阱之上，所述多量子阱发光层包括5个所述周期对。
6、在一些实施例中，所述ingan势阱的厚度为2nm，所述gan势垒的厚度为13nm，在上述传统多量子阱发光层结构的基础上，将中一个gan量子阱势垒层替换成alxga1-xn电子阻挡层，其中，0≤x≤0.8。
7、在一些实施例中，所述电子阻档层为本征或掺杂alxga1-yn材料，厚度为≥10nm，其中0.1≤x≤0.8，所述p型gan层，为p型gan材料，厚度≥100nm，掺杂浓度≥3×1017cm-3。
8、在一些实施例中，所述多量子阱发光层设置有多层结构，所述多层结构的部分区域通过刻蚀技术刻蚀进入n型gan层，在刻蚀后裸露出的的n型gan层上制备有n电极，未刻蚀区域的p型gan层上制备有p电极。
9、通过上述方案，所述进入有源区的电子阻挡层，通过调节组分，可以利用量子阱的极化效应形成电子阻挡层结构的单极阻挡结构，有效阻档电子泄漏，而不影响空穴的注入效率，消除电子阻挡层价带空穴势垒，解决因极化导致的低空穴注入效率问题；同时进一步提高电子阻挡层势垒的高度，提高电子阻挡效率，即形成只对电子有限制作用的单极阻挡结构。
10、上述说明仅是本发明实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
1.一种可提高空穴注入率发光二极管，其特征在于，包括衬底(1)，在衬底(1)上依次生长的gan缓冲层(2)、n型gan层(3)、多量子阱发光区(4)、进入多量子阱发光区的电子阻挡层(5)和p型gan层(6)，所述n型gan层(3)和p型gan层(6)分别为n型和p型故意掺杂层。
2.根据权利要求1所述的可提高空穴注入率发光二极管，其特征在于，所述衬底(1)为蓝宝石纳米图形化衬底材料，所述缓冲层(2)为低温外延的本征gan材料，且厚度为30纳米。
3.根据权利要求2所述的可提高空穴注入率发光二极管，其特征在于，所述n型gan层(3)为n型gan材料，且厚度为2～3微米，掺杂浓度为5×1018cm-3。
4.根据权利要求1所述的可提高空穴注入率发光二极管，其特征在于，所述多量子阱发光层(4)为ingan势阱与gan势垒交替组成，所述ingan势阱与gan势垒构成一个周期对，所述gan势垒位于所述ingan势阱之上，所述多量子阱发光层(4)包括5个所述周期对。
5.根据权利要求4所述的可提高空穴注入率发光二极管，其特征在于，所述ingan势阱的厚度为2nm，所述gan势垒的厚度为13nm，在上述传统多量子阱发光层(4)结构的基础上，将中一个gan量子阱势垒层替换成alxga1-xn电子阻挡层(5)，其中，0≤x≤0.8。
6.根据权利要求5所述的可提高空穴注入率发光二极管，其特征在于，所述电子阻档层(5)为本征或掺杂alxga1-xn材料，厚度为≥10nm，其中0.1≤x≤0.8，所述p型gan层(6)，为p型gan材料，厚度≥100nm，掺杂浓度≥3×1017cm-3。
7.根据权利要求6所述的可提高空穴注入率发光二极管，其特征在于，所述多量子阱发光层(4)设置有多层结构，所述多层结构的部分区域通过刻蚀技术刻蚀进入n型gan层(3)，在刻蚀后裸露出的n型gan层(3)上制备有n电极(7)，未刻蚀区域的p型gan层(6)上制备有p电极(8)。
8.根据权利要求1所述的可提高空穴注入率发光二极管，其特征在于，所述p型空穴注入层为mg离子故意掺杂的p型半导体材料，所述n型gan层为si故意掺杂的n型半导体材料。
