发光二极管及发光装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种发光二极管，其包括外延结构、第一电极和第二电极，外延结构具有相对的第一表面和第二表面，外延结构并包括N型半导体层、发光层和P型半导体层，发光层位于N型半导体层和P型半导体层之间，P型半导体层包括P型接触层和P型基层，P型基层位于P型接触层与发光层之间，第一电极位于外延结构的第二表面上并电连接N型半导体层，第二电极位于外延结构的第二表面上并电连接P型半导体层，其中，P型接触层中掺杂的P型杂质浓度是沿着第一表面到第二表面的方向逐渐降低。借此，可以有效提升发光二极管的发光效率，并且在老化光衰方面也得到显著改善。并且在老化光衰方面也得到显著改善。并且在老化光衰方面也得到显著改善。

【技术实现步骤摘要】
发光二极管及发光装置


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种发光二极管及发光装置。

技术介绍

[0002]发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)为半导体发光元件，通常是由如GaN、GaAs、GaP、GaAsP等半导体制成，其核心是具有发光特性的PN结。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。
[0003]紫外发光二极管(UV Light Emitting Diode，UV
‑
LED)是一种能够直接将电能转化为紫外光线的固态半导体器件。随着技术的发展，紫外发光二极管在生物医疗、防伪鉴定、净化(水、空气等)领域、计算机数据存储和军事等方面有着广阔的市场应用前景。近年来，随着人们对于饮用水，日常杀菌及消毒等需求日益扩增，紫外LED的应用逐渐成为研讨热点。为了使紫外LED消毒效能提升，其中一种解决方式是尽可能将光从紫外LED提取出来，来实现紫外LED的最大发光效率。
[0004]因此，如何有效提升紫外LED的发光效率，已然成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术一实施例提供的一种发光二极管，其包括外延结构、第一电极和第二电极。
[0006]外延结构具有相对的第一表面和第二表面。外延结构并包括N型半导体层、发光层和P型半导体层。发光层位于N型半导体层和P型半导体层之间。P型半导体层包括P型接触层和P型基层。P型基层位于P型接触层与发光层之间。第一电极位于外延结构的第二表面上并电连接N型半导体层。第二电极位于外延结构的第二表面上并电连接P型半导体层。其中，P型接触层中掺杂的P型杂质浓度是沿着第一表面到第二表面的方向逐渐降低。
[0007]本专利技术另一实施例提供的一种发光二极管，其包括外延结构、第一电极和第二电极。
[0008]外延结构具有相对的第一表面和第二表面。外延结构并包括N型半导体层、发光层和P型半导体层。发光层位于N型半导体层和P型半导体层之间。P型半导体层包括P型高掺杂层和P型基层。P型基层位于P型高掺杂层与发光层之间。第一电极位于外延结构的第二表面上并电连接N型半导体层。第二电极位于外延结构的第二表面上并电连接P型半导体层。其中，P型高掺杂层中掺杂的P型杂质浓度是沿着第一表面到第二表面的方向先增加后减少。
[0009]在一些实施例中，发光层的发光波长为190~360nm。
[0010]在一些实施例中，P型接触层中掺杂的P型杂质浓度范围为1
×
10
18
cm
‑3~1
×
10
22
cm
‑3。
[0011]在一些实施例中，P型接触层的材料可以包括GaN或AlGaN。
[0012]在一些实施例中，P型接触层的厚度范围为10~1000埃米。
[0013]在一些实施例中，P型接触层包括第一子层与第二子层，第一子层位于第二子层与
P型基层之间，第一子层掺杂的P型杂质浓度范围为2
×
10
20 ~3
×
10
20 cm
‑3，第二子层掺杂的P型杂质浓度范围为1
×
10
19 ~2
×
10
20
cm
‑3。
[0014]在一些实施例中，P型基层的材料可以包括AlGaN或GaN。
[0015]在一些实施例中，P型基层的厚度范围为50~5000埃米。
[0016]在一些实施例中，第二电极的材料包括高功函数材料，高功函数材料的功函数大于4.25eV。
[0017]在一些实施例中，第二电极是Ni合金金属结构。
[0018]在一些实施例中，第二电极的厚度范围为50~3000埃米。
[0019]在一些实施例中，发光二极管还包括空穴补偿层，位于P型接触层与第二电极之间。
[0020]在一些实施例中，P型高掺杂层包括在P型基层上依次层叠的P型空穴注入层和P型接触层，P型空穴注入层中掺杂的P型杂质浓度是沿着第一表面到第二表面的方向逐渐增加，P型接触层中掺杂的P型杂质浓度是沿着第一表面到第二表面的方向逐渐降低。
[0021]在一些实施例中，P型高掺杂层的材料包括GaN或AlGaN，P型基层的材料包括AlGaN或GaN。
[0022]本专利技术另一实施例提供的一种发光装置，其采用如上述任一实施例所述的发光二极管。
[0023]本专利技术一实施例提供的一种发光二极管及发光装置，通过调整P型接触层中掺杂的P型杂质浓度的变化设置，可以有效提升发光二极管的发光效率，并且在老化光衰方面也得到显著改善。
[0024]本专利技术的其它特征和有益效果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。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0026]图1是本专利技术第一实施例提供的发光二极管的结构示意图；图2是本专利技术一实施例提供的P型半导体层和第二电极的部分结构示意图；图3是本专利技术第二实施例提供的发光二极管的结构示意图；图4是本专利技术一实施例提供的空穴补偿层和第二电极处的结构示意图；图5是本专利技术第三实施例提供的发光二极管的结构示意图；图6是本专利技术第四实施例提供的发光二极管的结构示意图；图7是本专利技术另一实施例提供的P型半导体层和第二电极的部分结构示意图；图8A是本专利技术第五实施例提供的发光二极管的结构示意图；图8B是发光二极管的俯视结构示意图；图9是本专利技术的发光二极管与现有发光二极管的光效对比示意图；图10是本专利技术的发光二极管与现有发光二极管的电光转换效率对比示意图；
图11是本专利技术的发光二极管与现有发光二极管的老化对比示意图；图12是本专利技术的发光二极管与现有发光二极管的老化对比示意图；图13是本专利技术的发光二极管与现有发光二极管的老化对比示意图。
[0027]附图标记：10
‑
外延结构；101
‑
第一表面；102
‑
第二表面；103
‑
N型半导体层；104
‑
发光层；105
‑
P型半导体层；1051
‑
P型基层；1052
‑
P型接触层；1052a
‑
第一子层；1052b
‑
第二子层；1053
‑
P型高掺杂层；1054
‑
P型空穴注入层；12
‑
衬底；14
‑
空穴补偿层；14
’‑
间断式的空穴补偿层；141本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，其特征在于：所述发光二极管包括：外延结构，具有相对的第一表面和第二表面，所述外延结构包括N型半导体层、发光层和P型半导体层，所述发光层位于所述N型半导体层和所述P型半导体层之间，所述P型半导体层包括P型接触层和P型基层，所述P型基层位于所述P型接触层与所述发光层之间；第一电极，位于所述外延结构的所述第二表面上，并电连接所述N型半导体层；第二电极，位于所述外延结构的所述第二表面上，并电连接所述P型半导体层；其中，所述P型接触层中掺杂的P型杂质浓度是沿着所述第一表面到所述第二表面的方向逐渐降低。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述发光层的发光波长为190~360nm。3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述P型接触层中掺杂的P型杂质浓度范围为1
×
10
18
cm
‑3~1
×
10
22
cm
‑3。4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述P型接触层的材料包括GaN或AlGaN。5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述P型接触层的厚度范围为10~1000埃米。6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述P型接触层包括第一子层与第二子层，所述第一子层位于所述第二子层与所述P型基层之间，所述第一子层掺杂的P型杂质浓度范围为2
...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡淼敏，陈思河，臧雅姝，杨仲杰，张中英，蔡吉明，姜卓颖，黄禹杰，林素慧，
申请(专利权)人：泉州三安半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：