发光二极管和发光装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开发光二极管和发光装置，所述发光二极管包括半导体外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，自第一表面至第二表面方向包含依次堆叠的第一电流扩展层、第一覆盖层、有源层、第二覆盖层和第二电流扩展层；其特征在于：所述第一覆盖层包含由第一子层和第二子层交替堆叠形成的超晶格结构；所述第一子层由组合式Al

Light emitting diodes and light emitting devices

【技术实现步骤摘要】
发光二极管和发光装置


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，具体涉及发光二极管和发光装置。

技术介绍

[0002]发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)具有发光强度大、效率高、体积小、使用寿命长等优点，被认为是当前最具有潜力的光源之一。近年来，LED已在日常生活中得到广泛应用，例如照明、信号显示、背光源、车灯和大屏幕显示等领域，同时这些应用也对LED的亮度、发光效率提出了更高的要求。

技术实现思路

[0003]为了提升发光二极管的发光亮度，本专利技术提出发光二极管和发光装置，所述发光二极管包括：半导体外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，自第一表面至第二表面方向包含依次堆叠的第一电流扩展层、第一覆盖层、有源层、第二覆盖层和第二电流扩展层；其特征在于：所述第一覆盖层包含由第一子层和第二子层交替堆叠形成的超晶格层；所述第一子层由组合式Al
x1
Ga1‑
x1
InP材料组成；第二子层由Al
x2
Ga1‑
x2
InP材料组成，其中0＜x1＜x2≤1。
[0004]在一些可选的实施例中，x2
‑
x1≥0.2。
[0005]在一些可选的实施例中，所述第一子层的Al组分的含量x1的范围为0.4≤x1＜1；所述第二子层的Al组分的含量x2的范围为0.6≤x1≤1。
[0006]在一些可选的实施例中，所述第一子层的厚度范围为0.5~15nm；第二子层的厚度范围为2~15nm。
[0007]在一些可选的实施例中，所述超晶格结构的周期数为10对以上。
[0008]在一些可选的实施例中，所述第一覆盖层的厚度为300~1500nm，掺杂浓度为3E17~9E17。
[0009]在一些可选的实施例中，所述第一覆盖层至少包括第一部分和第二部分，所述第一部分由AlInP材料组成，所述第二部分为所述第一子层和第二子层交替堆叠形成的超晶格层。
[0010]在一些可选的实施例中，所述第一覆盖层的第一部分的厚度范围为300~1500nm，第二部分的厚度范围为35~250nm。
[0011]在一些可选的实施例中，所述第二覆盖层包含由第三子层和第四子层交替堆叠形成的超晶格层，所述第一子层由组合式Al
z1
Ga1‑
z1
InP材料组成；第二子层由Al
z2
Ga1‑
z2
InP材料组成，其中0＜x1＜x2≤1。
[0012]在一些可选的实施例中，所述第二覆盖层至少包含第一部分和第二部分，所述第一部分为第三子层和第四子层交替堆叠形成的超晶格层；第二部分由AlInP材料组成。
[0013]在一些可选的实施例中，所述发光二极管还包含第一间隔层和第二间隔层，所述第一间隔层位于第一覆盖层和有源层之间，第二间隔层位于有源层和第二覆盖层之间。
[0014]在一些可选的实施例中，所述第一间隔层的厚度小于300nm，所述掺杂浓度低于1E17/cm3。
[0015]在一些可选的实施例中，所述第二间隔层的厚度小于300nm，所述掺杂浓度低于1E17/cm3。
[0016]本专利技术还提出一种发光二极管，包括：半导体外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，自第一表面至第二表面方向包含依次堆叠的第一电流扩展层、第一覆盖层、有源层、第二覆盖层和第二电流扩展层；其特征在于：第二覆盖层包含由第三子层和第四子层交替堆叠形成的超晶格层；所述第三子层由组合式Al
z1
Ga1‑
z1
InP材料组成；第四子层由Al
z2
Ga1‑
z2
InP材料组成，其中0＜z1＜z2≤1。
[0017]在一些可选的实施例中，z2
‑
z1≥0.2。
[0018]在一些可选的实施例中，所述第三子层的Al组分的含量z1的范围为0.4≤z1＜1；所述第四子层的Al组分的含量z2的范围为0.6≤z2≤1。
[0019]在一些可选的实施例中，所述有源层辐射波长为550~950nm的光。
[0020]本专利技术还提出一种发光装置，所述发光装置包含前述任一项所述的发光二极管。
[0021]本专利技术提出一种发光二极管，具有以下的有益效果：（1）第一覆盖层采用超晶格结构，可与第一间隔层、有源层中的势垒层和阱层的晶格匹配性更佳，有效释放应力，从而提高近有源区的外延长晶质量，减少半导体外延叠层的晶体缺陷，提高载流子的有效复合；（2）将N型覆盖层处设计为Al
x1
Ga1‑
x1
InP/Al
x2
Ga1‑
x2
InP超晶格的结构，通过提高电流扩展的均匀性，从而提高发光二极管的发光效率；（3）将P型覆盖层设计为Al
z1
Ga1‑
z1
InP/Al
z2
Ga1‑
z2
InP超晶格的结构，其中的Al
z
Ga1‑
z
InP可以优化P型覆盖层的价带边缘，从而增加P型覆盖层的空穴浓度，提高外量子效率。
[0022]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。虽然在下文中将结合一些示例性实施及使用方法来描述本专利技术，但本领域技术人员应当理解，并不旨在将本专利技术限制于这些实施例。反之，旨在覆盖包含在所附的权利要求书所定义的本专利技术的精神与范围内的所有替代品、修正及等效物。
附图说明
[0023]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。
[0024]图1为本专利技术实施例1中所提到的外延结构的示意图。
[0025]图2为本专利技术实施例1中所提到的发光二极管的结构示意图。
[0026]图3~图5为本专利技术实施例2中所提到的发光二极管制备过程中的结构示意图。
[0027]图6为本专利技术实施例3中所提到的发光二极管的结构示意图。
[0028]图7~图8为本专利技术实施例4中所提到的发光二极管的制备过程中的结构示意图。
[0029]图9为本专利技术实施例5中所提到的发光二极管的结构示意图。
[0030]图10为本专利技术实施例6中提到的发光二极管的结构示意图。
[0031]图11为本专利技术实施例7中所提到的发光二极管的结构示意图。
[0032]图12为本专利技术实施例8中所提到的发光二极管的结构示意图。
[0033]图13为本专利技术实施例9中所提到的发光装置的结构示意图。
[0034]附图标记：生长衬底：100；缓冲层：101；蚀刻截止层：102；第一欧姆接触层：103本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.发光二极管，包括：半导体外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，自第一表面至第二表面方向包含依次堆叠的第一电流扩展层、第一覆盖层、有源层、第二覆盖层和第二电流扩展层；其特征在于：所述第一覆盖层包含由第一子层和第二子层交替堆叠形成的超晶格层；所述第一子层由组合式Al
x1
Ga1‑
x1
InP材料组成；第二子层由Al
x2
Ga1‑
x2
InP材料组成，其中0＜x1＜x2≤1。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：x2
‑
x1≥0.2。3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于：所述第一子层的Al组分的含量x1的范围为0.4≤x1＜1；所述第二子层的Al组分的含量x2的范围为0.6≤x1≤1。4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一子层的厚度范围为0.5~15nm；第二子层的厚度范围为2~15nm。5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述超晶格结构的周期数为10对以上。6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一覆盖层的厚度为300~1500nm，掺杂浓度为3E17~9E17。7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一覆盖层至少包括第一部分和第二部分，所述第一部分由AlInP材料组成，第二部分为所述第一子层和第二子层交替堆叠形成的超晶格层。8.根据权利要求7所述的发光二极管，其特征在于：所述第一覆盖层的第一部分的厚度范围为300~1500nm，第二部分的厚度范围为35~250nm。9.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第二覆盖层包含由第三子层和第四子层交替堆叠形成的超晶格层，所述第三子层由组合式Al
z1
Ga1‑
z1
InP材料组成；第四子层由Al
z...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈劲华，王彦钦，郭桓邵，彭钰仁，
申请(专利权)人：天津三安光电有限公司，
类型：发明
国别省市：