一种半导体发光元件及发光装置的制作方法

本发明涉及半导体器件及装置，特别涉及一种半导体发光元件及发光装置。

背景技术：

1、gan基led由于其高的发光效率，目前已经广泛的应用在背光、照明、车灯、装饰等各个光源领域。从技术角度看，进一步提高led芯片的发光效率仍然是当前行业发展的重点。发光效率主要有两个因素决定，第一种是电子空穴在有源区的辐射复合效率，即内部量子效率；第二种是光的萃取效率。

2、对于氮化物发光二极管，为了提高其发光效率，通常利用各种外延结构提升其内部量子效率，其中一个影响内部量子效率的因素是氮化镓材料本身的吸光特点。为了得到较好的欧姆接触与良好的材料品质，传统的氮化镓外延结构使用较厚的p型氮化镓材料成长p型层，然而较厚的p型氮化镓材料对370nm以下的光吸光明显，严重影响发光元件的出光效率。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中氮化物发光二极管存在的上述缺陷，本发明提供一种半导体发光元件及发光装置，通过改善p型层的材料选择以及厚度设置，以解决上述一个或多个问题。

2、本申请的第一方面，提供一种半导体发光元件，其至少包括一外延结构，所述外延结构至少包括由下至上叠置的第一半导体层结构、有源层以及第二半导体层结构，其中，所述有源层包括alyga1-yn势垒层和alxga1-xn势阱层，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，所述第二半导体层结构包括alaga1-an材料层，其中，0＜a＜1。

3、根据本发明的另一实施例，提供一种发光装置，其包含本发明所述的半导体发光元件。

4、如上所述，本申请的半导体发光元件及发光装置，具有以下有益效果：

5、本申请的半导体发光元件中，有源层包括alyga1-yn势垒层和alxga1-xn势阱层，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，第二半导体层结构包括alaga1-an材料层，其中，0＜a＜1。如上所述，本申请的p型层选择alaga1-an材料层，由此减少p型层的吸光现象。另外，p型层可以包含不含al的氮化物材料层形成的欧姆接触层，同时将欧姆接触层厚度控制在10nm以下，以减少p型氮化镓材料，由此也能够减少对光的吸收，提高出光效率。

技术特征：

1.一种半导体发光元件，其特征在于，所述半导体发光元件至少包括一外延结构，所述外延结构至少包括由下至上叠置的第一半导体层结构、有源层以及第二半导体层结构，其中，所述有源层包括alyga1-yn势垒层和alxga1-xn势阱层，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，所述第二半导体层结构包括alaga1-an材料层，其中，0＜a＜1。

2.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，所述第二半导体层结构为p型掺杂层，其中的p型掺杂物的浓度大于1×1017atom/cm3。

3.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，所述第二半导体层结构的厚度小于等于200nm。

4.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，所述alaga1-an材料层的厚度小于等于200nm。

5.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，所述alaga1-an材料层的厚度占所述第二半导体层结构的厚度的60％-100％。

6.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，所述第二半导体层结构可包括不含al的氮化物材料层，所述不含al的氮化物材料层的厚度小于等于10nm。

7.根据权利要求6所述的半导体发光元件，其特征在于，所述不含al的氮化物材料层的厚度小于等于5nm。

8.根据权利要求6所述的半导体发光元件，其特征在于，在所述不含al的氮化物材料层中，p型掺杂物的浓度大于5×1017atom/cm3。

9.根据权利要求6所述的半导体发光元件，其特征在于，所述不含al的氮化物材料层位于所述alaga1-an材料层之上。

10.根据权利要求6所述的半导体发光元件，其特征在于，所述alaga1-an材料层的厚度大于所述不含al的氮化物材料层的厚度。

11.根据权利要求6所述的半导体发光元件，其特征在于，所述alaga1-an材料层的厚度至少为所述不含al的氮化物材料层的厚度的2倍。

12.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，所述有源层的量子阱为不含in的材料层。

13.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，所述p型掺杂物为镁原子。

14.根据权利要求1中所述的半导体发光元件，其特征在于，所述有源层的发光波长介于220nm～410nm之间。

15.根据权利要求1中所述的半导体发光元件，其特征在于，所述有源层的发光波长介于240nm～370nm之间。

16.一种发光装置，其特征在于，包括电路基板以及设置在电路基板上的发光元件，所述发光元件包含权利要求1～15中任意一项所述的半导体发光元件。

技术总结
本发明提供一种半导体发光元件及发光装置，该发光元件的外延结构至少包括由下至上叠置的第一半导体层结构、有源层以及第二半导体层结构，本申请的半导体发光元件中，有源层包括Al<subgt;y</subgt;Ga<subgt;1‑y</subgt;N势垒层和Al<subgt;x</subgt;Ga<subgt;1‑x</subgt;N势阱层，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，第二半导体层结构包括Al<subgt;a</subgt;Ga<subgt;1‑a</subgt;N材料层，其中，0＜a＜1。如上所述，本申请的P型层选择Al<subgt;a</subgt;Ga<subgt;1‑a</subgt;N材料层，由此减少P型层的吸光现象。另外，P型层可以包含不含Al的氮化物材料层形成的欧姆接触层，同时将欧姆接触层厚度控制在10nm以下，以减少p型氮化镓材料，由此也能够减少对光的吸收，提高出光效率。

技术研发人员：蓝永凌,张国华,杨仲杰,黄景蜂,张中英
受保护的技术使用者：泉州三安半导体科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5