本发明专利技术提供一种半导体发光元件及发光装置，其中所述半导体发光元件至少包括由下至上叠置的N型半导体层、发光层和p型空穴注入层。其中，所述发光层含有Al组分，该Al组分具有一浓度曲线，该曲线包含多组依次交替的平台、波峰及波谷，所述波谷位于所述波峰与所述平台之间并呈非对称结构，其中靠近所述波峰一侧的曲线至少包含第一段曲线和第二段曲线，其中第一段曲线连接所述第二波峰，所述第二段曲线与第一段曲线连接，所述第二段曲线的斜率小于所述第一段曲线的斜率。本发明专利技术所述半导体发光元件可以有效提升光电性能。可以有效提升光电性能。可以有效提升光电性能。
【技术实现步骤摘要】
半导体发光元件及发光装置
[0001]本专利技术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。
技术介绍
[0002]半导体发光元件是一种无机半导体器件，其通过电子和空穴的复合来发光。紫外发光无件发出UV光，并可以用于包括固化聚合物材料、医用设备的灭菌、器件组件、用于产生白光的光源等的各种领域。由此，UV发光元件已经逐渐应用到各种领域中。
[0003]现有紫外发光元件的光电性能与发光层的量子阱的品质、杂质浓度、介面缺陷、V型坑等直接相关。例如，紫外发光元件的发光层中阱层材料为AlInGaN(随发光峰值波长不同而有不同参杂)，而势垒层多数由AlGaN组成，故其材料晶格常数差异过大，常在材料界面产生大量的介面缺陷，进而影响产品光电特性。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于，提供一种半导体发光元件及发光装置，其可以有效提升发光元件的光电性能。
[0005]本申请的第一方面，提供一种半导体发光元件，至少包括由下至上叠置的N型半导体层、发光层和p型空穴注入层，所述发光层含有Al组分，该Al组分具有一浓度曲线，该曲线包含多组依次交替的平台、波峰及波谷，所述波谷位于所述波峰与所述平台之间并呈非对称结构，其中靠近所述波峰一侧的曲线至少包含第一段曲线和第二段曲线，其中第一段曲线连接所述第二波峰，所述第二段曲线与第一段曲线连接，所述第二段曲线的斜率小于所述第一段曲线的斜率。
[0006]在一些实施例中，所述阱层的发光波长为340~425nm。
[0007]在一些实施例中，所述发光层包含至少两个势垒层及位于夹设于该两个势垒层之间的阱层和阻挡层，所述垒势层对应于所述曲线的平台，所述阻挡层对应于所述波峰，所述阱层对应所述的波谷。
[0008]在一些实施例中，所述阱层包括第一层和第二层，其中第一层的能级带隙高于第二层的能级带隙但低于所述势垒层的能级带隙。
[0009]在一些实施例中，所述势垒层的Al组分是渐变的。
[0010]在一些实施例中，所述p型空穴注入层的能级带隙低于所述势垒层的能级带隙。
[0011]在一些实施例中，所述发光层中最靠近p型空穴注入层一个阱层的p型掺杂浓度小于等于5
×
1017 Atoms/cm3。
[0012]在一些实施例中，所述势垒层的p型掺杂浓度小于或者等于1
×
1017 Atoms/cm3。
[0013]在一些实施例中，所述p型空穴注入层的掺杂浓度小于或者等于1
×
1020 Atoms/cm3。
[0014]在一些实施例中，该半导体发光元件还包括电子阻挡层，该电子阻挡层位于所述
发光层与p型空穴注入层之间。
[0015]在一些实施例中，所述第二电子阻挡层具有至少一个向发光层延伸的V型凹槽，所述p型空穴注入层填平所述V型凹槽。
[0016]在一些实施例中，所述V型凹槽的上部起始起所述第二电子阻挡层的上表面，底部位于发光层之中。
[0017]在一些实施例中，所述阱层与所述势垒层的厚度比值为1：1.7至1：2之间。
[0018]本申请的第二方面，提供一种发光装置，其包含基板及安装于该基板上的半导体发光元件，所述发光元件可以采用前述任意一种。
[0019]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。本专利技术的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书等内容中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0020]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他的附图；在下面描述中附图所述的位置关系，若无特别指明，皆是图示中组件绘示的方向为基准。
[0021]为了方便或者清楚起见，图中所示每个层的厚度和尺寸能够被夸大、省略或者概略地绘制。另外，发光器件的尺寸不完全地反映实际尺寸。
[0022]图1显示了本专利技术第一个实施例的发光元件的外延结构示意图。
[0023]图2显示了本专利技术第一个实施例的发光元件的发光层的结构示意图。
[0024]图3显示了本专利技术第一个实施例的发光元件发光层的局部EDX曲线。
[0025]图4显示了本专利技术第二个实施例的发光元件的外延结构示意图。
[0026]图5显示了本专利技术第三个实施例的发光元件的外延结构示意图。
[0027]图6显示了本专利技术第三个实施例的发光元件的部分能带图。
[0028]图7显示了本专利技术第四个实施例的发光元件的结构示意图。
[0029]图8显示了根据本专利技术实施的发光元件的波长
‑
亮度散点图。
具体实施方式
[0030]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0031]本专利技术发光元件包含的每一层的组成以及掺杂物可用任何适合的方式分析，例如二次离子质谱仪(secondary ion mass spectrometer，SIMS)。本专利技术所述发光元件包含的每一层的厚度可用任何适合的方式分析，例如穿透式电子显微镜(TEM)或是扫描式电子显微镜(SEM)，用于配合例如于SIMS图谱上的各层深度位置。
[0032]由一般外延结构的SIMS成分轮廓分析或者TEM中的EDX元素分析可以得到Al/In/
Ga等三族元素相对强度，由Al/In 两个元素的强度高低能够得知带隙高低，Al多则带隙高，In多则带隙低。
[0033]本专利技术第一个较佳实施例为氮化镓基发光元件，但不限于此。可变换地，半导体发光元件（也称为LED，后续称作发光二极管）可以具有正装或倒装型结构。图1显示了该发光二极管所采用的外延结构示意图，所述外延结构由下至上依次包括n型半导体层121、超晶格层122、发光层123、电子阻挡层125和P型空穴注入层126。该外延结构可以通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)法、化学气相沉积(CVD)法、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法、分子束外延(MBE)和氢化物气相外延(HVPE)等形成，但不限于此。进一步地，该发光二极管可以包括生长衬底110或支撑衬底。
[0034]可选实施例中，发光二极管的外延结构为AlGaInN基半导体材料。其中n型半导体层121用于向发光层123提供电子，选自具有化学式In
x1
Al
y1
Ga1‑
x1
‑
y1
N(0≤x1≤1，0≤y1≤1，0≤x1+y1≤1)的半本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种半导体发光元件，至少包括由下至上叠置的N型半导体层、发光层和p型空穴注入层，其特征在于：所述发光层含有Al组分，该Al组分具有一浓度曲线，该曲线包含多组依次交替的平台、波峰及波谷，所述波谷位于所述波峰与所述平台之间并呈非对称结构，其中靠近所述波峰一侧的曲线至少包含第一段曲线和第二段曲线，其中第一段曲线连接所述第二波峰，所述第二段曲线与第一段曲线连接，所述第二段曲线的斜率小于所述第一段曲线的斜率。2.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于：所述阱层的发光波长为340~425nm。3.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于：所述发光层包含至少两个势垒层及位于夹设于该两个势垒层之间的阱层和阻挡层，所述垒势层对应于所述曲线的平台，所述阻挡层对应于所述波峰，所述阱层对应所述的波谷。4.根据权利要求3所述的半导体发光元件，其特征在于：所述阱层包括第一层和第二层，其中第一层的能级带隙高于第二层的能级带隙但低于所述势垒层的能级带隙。5.根据权利要求3所述的半导体发光元件，其特征在于：所述势垒层的Al组分是渐变的。6.根据权利要求3所述的半导体发光元件，其特征在于：所述p型空穴注入层的能级带隙低于所述势垒层的能级带隙。7.根据权利要求3所述的半导体发光元件，其特征在于：所述发光层中最靠近p型空穴注入层一个阱...
【专利技术属性】
技术研发人员：颜同伟，陈燕春，黄少华，曾建尧，周启伦，蔡吉明，张中英，
申请(专利权)人：厦门三安光电有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。