半导体发光元件及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种半导体发光元件及其制备方法，所述半导体发光元件包括由下至上依次堆叠的衬底、n型半导体层、量子阱层以及p型半导体层，所述n型半导体层包括由下至上依次堆叠的第一限制层、第一缓冲层、电极接触层、第二缓冲层与第二限制层，其中，所述第一限制层与所述第二限制层均包括多层高掺杂层与多层低掺杂层，所述高掺杂层的掺杂浓度大于所述低掺杂层的掺杂浓度，所述高掺杂层与所述低掺杂层交替层叠设置。所述第一限制层与所述第二限制层均包括依次层叠设置的高掺杂层与低掺杂层，从而形成多个电容结构，使电流在n型半导体层中进行多次横向扩展，改善电流的横向扩展能力，避免电流拥挤，提高半导体发光元件的发光效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
半导体发光元件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种半导体发光元件及其制备方法。

技术介绍

[0002]半导体发光元件具有波长可调范围广、发光效率高、节能环保、寿命长、尺寸小和可设计性强等优点，已经逐渐取代白炽灯和荧光灯成为普通家庭照明的光源，并广泛应用于新的场景，例如Mini
‑
LED、户内高分辨率显示屏、户外显示屏、手机背光、笔记本电脑背光、家用灯具、路灯、车灯和手电筒等应用领域。
[0003]然而，传统氮化物半导体发光元件由于材料、工艺、设备的限制，使得晶格失配、载流子溢出、电流拥挤、光吸收等成为影响光效的主要因素。

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其制备方法，第一限制层与第二限制层均包括依次交替层叠设置的高掺杂层与低掺杂层，形成多电容结构，从而改善电流的横向扩展能力，避免电流拥挤，提高半导体发光元件的发光效率。
[0005]为解决上述技术问题，根据本专利技术的第一个方面，提供了一种半导体发光元件，包括由下至上依次堆叠的衬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体发光元件，包括由下至上依次堆叠的衬底、n型半导体层、量子阱层以及p型半导体层，其特征在于，所述n型半导体层包括由下至上依次堆叠的第一限制层、第一缓冲层、电极接触层、第二缓冲层与第二限制层，其中，所述第一限制层与所述第二限制层均包括多层高掺杂层与多层低掺杂层，所述高掺杂层的掺杂浓度大于所述低掺杂层的掺杂浓度，所述高掺杂层与所述低掺杂层交替层叠设置。2.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，相邻所述高掺杂层与所述低掺杂层作为一对掺杂层，所述第一限制层与所述第二限制层中的掺杂层的对数均介于1～10之间。3.根据权利要求2所述的半导体发光元件，其特征在于，所述第一限制层包括依次交替层叠设置的第一掺杂层与第二掺杂层，所述第一掺杂层的掺杂浓度大于所述第二掺杂层的掺杂浓度，且每对掺杂层中的所述第一掺杂层靠近所述衬底，所述第二掺杂层靠近所述电极接触层。4.根据权利要求3所述的半导体发光元件，其特征在于，所述第一掺杂层的厚度大于所述第二掺杂层的厚度。5.根据权利要求3所述的半导体发光元件，其特征在于，所述第一掺杂层与所述第二掺杂层的材料均包含AlGaN，且所述第一限制层中从远离所述电极接触层到靠近所述电极接触层的各掺杂层的Al组分逐渐减小。6.根据权利要求5所述的半导体发光元件，其特征在于，所述第一掺杂层的材料包含Al
a
Ga1‑
a
N，其中0.2<a<0.8，所述第一掺杂层的掺杂浓度为1E19cm
‑3～2E19 cm
‑3。7.根据权利要求5所述的半导体发光元件，其特征在于，所述第二掺杂层的材料包含Al
b
Ga1‑
b
N，其中0.2<b<0.8，所述第二掺杂层的掺杂浓度为5E17cm
‑3～5E18cm
‑3。8.根据权利要求3所述的半导体发光元件，其特征在于，所述第二限制层包括依次交替层叠设置的第三掺杂层与第四掺杂层，所述第三掺杂层的掺杂浓度大于所述第四掺杂层的掺杂浓度，且每对掺杂层中的所述第三掺杂层靠近所述量子阱层，所述第四掺杂层靠近所述电极接触层。9.根据权利要求8所述的半导体发光元件，其特征在于，所述第三掺杂层的厚度大于所述第四掺杂层的厚度。10.根据权利要求8所述的半导体发光元件，其特征在于，所述第三掺杂层与所述第四掺杂层的材料均包含AlGaN，且所述第二限制层中从远离所述电极接触层到靠近所述电极接触层的各掺杂层的Al组分逐渐减小。11.根据权利要求10所述的半导体发光元件，其特征在于，所述第三掺杂层的材料包含Al
c
Ga1‑
c
N，其中0.2<c<0.8，所述第三掺杂层的掺杂浓度为1E19cm
‑3～2E19 cm
‑3。12.根据权利要求10所述的半导体发光元件，其特征在于，所述第四掺杂层的材料包含Al
d
Ga1‑
d
N，其中0.2<d<0.8，所述第四掺杂层的掺杂浓度为5E17cm
‑3～5E18cm
‑3。13.根据权利要求8所述的半导体发光元件，其特征在于，所述第一掺杂层的厚度介于30nm～450nm之间，所述第二掺杂层的厚度介于20nm～300nm之间，所述第一限制层的厚度介于500nm～700nm之间；所述第三掺杂层的厚度介于30nm～450nm之间，所述第四掺杂层的厚度介于20nm～300nm之间，所述第二限制层的厚度介于500nm～700nm之间。14.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，所述电极接触层的材料包含
In
h
Ga1‑
h
N，其中0＜h≤0.1，所述电极接触层的掺杂浓度大于所述第一限制层与所述第二限制层的掺杂浓度。15.根据权利要求14所述的半导体发光元件，其特征在于，所述电极接触层的掺杂浓度为2E19cm
‑3～1E20 cm
‑3，所述电极接触层的厚度介于300nm～600nm之间。16.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，所述第一缓冲层与所述第二缓冲层的材料均包含非故意掺杂的GaN，所述第一缓冲层与所述第二缓冲层的厚度均介于5nm～20nm之间。17.一种半导体发光元件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一衬底；在所述衬底上形成n型半导体层，所述n型半导体层包括依次形...

【专利技术属性】
技术研发人员：丘金金，李森林，高默然，董雪振，廖寅生，
申请(专利权)人：厦门士兰明镓化合物半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：