[發明專利]一種能夠改善發光質量和發光效率的半導體發光元件

在審

• 申請號: 201811527489.2
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN111326624A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 李建華;李全杰;劉向英
• 申請（專利權）人: 西安智盛銳芯半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L33/12
• 分類號: H01L33/12;H01L33/14
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 毋雪

本發明涉及一種能夠改善發光質量和發光效率的半導體發光元件，包括襯底層；緩沖層，位于襯底層上；非故意摻雜氮化鎵層，位于緩沖層上；超晶格層，位于非故意摻雜氮化鎵層上；N型半導體層，位于超晶格層上；N型摻雜層，位于N型半導體層上；量子阱發光層，位于N型摻雜層上；電子阻擋層，位于量子阱發光層上；輔助功能層，位于電子阻擋層上；P型摻雜層，位于輔助功能層上；P型半導體層，位于P型摻雜層上。本發明通過在襯底層上生長三層緩沖層能夠最大限度的阻擋缺陷，從而提高發光二極管的發光質量，且能夠改善空穴遷移至量子阱發光層的空穴濃度，從改善發光二極管的發光效率。

技術領域

本發明涉及發光元件技術領域，特別是涉及一種能夠改善發光質量和發光效率的半導體發光元件。

背景技術

發光二極管(Light Emitting Diode，LED)廣泛應用在儀表指示燈、大尺寸LED背光源、電子廣告牌以及各種照明設備中。

目前，發光二極管一般包括襯底層、緩沖層、N型半導體層、多量子阱發光層、P型半導體層。其中，N型半導體層用于提供電子；P型半導體層用于提供空穴，當有電流通過時，N型半導體層提供的電子和P型半導體層提供的空穴進入多量子阱發光層復合發光。

但是，目前發光二極管中的緩沖層不能有效的對缺陷起到有效的阻擋作用，使得缺陷會延伸到N型半導體層、多量子阱發光層和P型半導體層，嚴重影響發光二極管的發光質量；并且由于電子的移動能力遠遠高于空穴，因此在多量子阱發光層中的電子濃度遠遠高于空穴的濃度，影響發光二極管的發光效率。

發明內容

因此，為解決現有技術存在的技術缺陷和不足，本發明提出一種能夠改善發光質量和發光效率的半導體發光元件。

具體地，本發明一個實施例提出的一種能夠改善發光質量和發光效率的半導體發光元件，包括：

襯底層；

緩沖層，位于所述襯底層上，其中，所述緩沖層包括第一緩沖層、第二緩沖層和第三緩沖層，所述第一緩沖層、所述第二緩沖層和所述第三緩沖層依次層疊于所述襯底層上；

非故意摻雜氮化鎵層，位于所述緩沖層上；

超晶格層，位于所述非故意摻雜氮化鎵層上；

N型半導體層，位于所述超晶格層上；

N型摻雜層，位于所述N型半導體層上；

量子阱發光層，位于所述N型摻雜層上；

電子阻擋層，位于所述量子阱發光層上；

輔助功能層，位于所述電子阻擋層上，所述輔助功能層包括依次層疊于所述電子阻擋層上的第一P型摻雜層、第二P型摻雜層和第三P型摻雜層，其中，所述第一P型摻雜層、所述第二P型摻雜層和所述第三P型摻雜層的厚度依次增加；

P型摻雜層，位于所述輔助功能層上；

P型半導體層，位于所述P型摻雜層上。

在本發明的一個實施例中，所述第一緩沖層和所述第三緩沖層均為GaN緩沖層，所述第二緩沖層為AlN緩沖層。

在本發明的一個實施例中，所述第一緩沖層的厚度大于所述第二緩沖層的厚度，所述第二緩沖層的厚度大于所述第三緩沖層的厚度。

在本發明的一個實施例中，所述超晶格層為氮化鋁鎵超晶格層。

在本發明的一個實施例中，所述第一P型摻雜層為P型InGaN層。

在本發明的一個實施例中，所述第一P型摻雜層的摻雜元素為Mg，所述第一P型摻雜層的摻雜濃度為10¹⁸-3×10¹⁸cm-³。