【技术实现步骤摘要】
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
1、发光二极管(lig ht 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。led已经广泛应用于照明、监控指挥、高清演播、高端影院、办公显示、会议交互、虚拟现实等领域。
2、micro led显示技术与其他显示技术相比具有高亮度、高对比度、高分辨率、高可靠性、长寿命、低能耗等优势，应用在手表、柔性屏、微显示等方面，有着十分巨大的应用潜能，被认为是新一代光显示技术。在micro led领域中，由于外延结构和尺寸等限制因素，micro led随着尺寸缩小，因曝光分辨率受机台设备限制，导致芯片从水平结构更换成垂直结构。
3、如图8所示，传统垂直结构的外延结构包括由下而上依次层叠的p型半导体层、发光层和n型半导体层。n型半导体层包括n型alinp层和n型gap层，n型alinp层位于发光层和n型gap层之间，其中，n型gap层起到电流扩展的作用。然而，借由n型gap层来作为电流扩展层效果是有限的，因为随着整体尺寸的缩小，外延层的厚度也会同时变薄，此时n型gap层的厚度已经不具备支持让电子横向扩展空间，而是聚集在电极周围往量子阱(发光层)方向扩散，因此目前已经无法满足micro led的显示需求。
4、需要说明的是，公开于该
技术介绍
部分的信息
技术实现思路
1、本专利技术提供一种发光二极管，其包括半导体叠层。半导体叠层包括依次层叠的n型半导体层、发光层和p型半导体层。其中，沿发光层到n型半导体层的方向，n型半导体层包括依次层叠的n型alx1ga1-x1as层和n型gaas层，x1的取值范围为0.05～1。
2、在一些实施例中，n型alx1ga1-x1as层和n型gaas层的厚度范围为35～70nm。
3、在一些实施例中，x1的取值范围为0.45～0.7。
4、在一些实施例中，n型alx1ga1-x1as层中掺杂的n型离子的浓度范围为5e17cm-3～5e19cm-3。
5、在一些实施例中，n型gaas层中掺杂的n型离子的浓度范围为5e17cm-3～1e20cm-3。
6、在一些实施例中，n型alx1ga1-x1as层和n型gaas层中掺杂的n型离子包括si、te、ge或sn中的至少一种或其组合。
7、在一些实施例中，在n型alx1ga1-x1as层和n型gaas层之间还设置有非故意掺杂alx2ga1-x2as层和非故意掺杂gaas层，非故意掺杂alx2ga1-x2as层位于n型alx1ga1-x1as层和非故意掺杂gaas层之间，非故意掺杂gaas层位于非故意掺杂alx2ga1-x2as层和n型gaas层之间，x2取值范围为0.05～1。
8、在一些实施例中，n型alx1ga1-x1as层、非故意掺杂gaas层和n型gaas层的厚度均大于非故意掺杂alx2ga1-x2as层的厚度。
9、在一些实施例中，非故意掺杂alx2ga1-x2as层和非故意掺杂gaas层的掺杂浓度低于1e18cm-3。
10、在一些实施例中，非故意掺杂alx2ga1-x2as层靠近非故意掺杂gaas层一侧的掺杂浓度低于非故意掺杂alx2ga1-x2as层靠近n型alx1ga1-x1as层一侧的掺杂浓度，非故意掺杂gaas层靠近非故意掺杂alx2ga1-x2as层一侧的掺杂浓度低于非故意掺杂gaas层靠近n型gaas层一侧的掺杂浓度。
11、在一些实施例中，非故意掺杂gaas层的厚度大于或等于n型gaas层的厚度。
12、在一些实施例中，非故意掺杂gaas层的厚度范围为35～70nm，非故意掺杂alx2ga1-x2as层的厚度范围为5～20nm。
13、在一些实施例中，x2的取值范围为0.45～0.7。
14、在一些实施例中，n型alx1ga1-x1as层和发光层之间设置有n型alinp层。
15、在一些实施例中，发光二极管的尺寸小于等于100nm。
16、在一些实施例中，发光层和p型半导体层的材料为alyga1-yinp，y的取值范围为0～1。
17、在一些实施例中，发光二极管还包括第一电极和第二电极，第一电极电连接n型半导体层，第二电极电连接p型半导体层。
18、本专利技术还提供一种发光装置，其采用上述任一实施例提供的发光二极管。
19、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n型alx1ga1-x1as层和n型gaas层所形成的异质结构来取代传统的gap电流扩展层，能够在n型alx1ga1-x1as层和n型gaas层(algaas材料和gaas材料)的界面处形成二维电子气(2-deg)，以高电子迁移率取代电流扩展作用，电子迁移率至少比传统结构高出1～2个数量级，提升发光二极管的光电性能，并且异质结构充当电流扩展层能够减少一道芯片工序，提升发光二极管的良率。
20、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，部分的技术特征和有益效果可以从说明书中显而易见地得出，或者是通过实施本专利技术而了解。
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1.一种发光二极管，其特征在于：所述发光二极管包括：
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述N型Alx1Ga1-x1As层和所述N型GaAs层的厚度范围为35～70nm。
3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：x1的取值范围为0.45～0.7。
4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述N型Alx1Ga1-x1As层中掺杂的N型离子的浓度范围为5E17cm-3～5E19cm-3。
5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述N型GaAs层中掺杂的N型离子的浓度范围为5E17cm-3～1E20cm-3。
6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述N型Alx1Ga1-x1As层和所述N型GaAs层中掺杂的N型离子包括Si、Te、Ge或Sn中的至少一种或其组合。
7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：在所述N型Alx1Ga1-x1As层和所述N型GaAs层之间还设置有非故意掺杂Alx2Ga1-x2As层和非故意掺杂GaAs层，所述非故意掺杂Alx2Ga1
8.根据权利要求7所述的发光二极管，其特征在于：所述N型Alx1Ga1-x1As层、所述非故意掺杂GaAs层和所述N型GaAs层的厚度均大于所述非故意掺杂Alx2Ga1-x2As层的厚度。
9.根据权利要求7或8所述的发光二极管，其特征在于：所述非故意掺杂GaAs层的厚度大于或等于所述N型GaAs层的厚度。
10.根据权利要求7或8所述的发光二极管，其特征在于：所述非故意掺杂GaAs层的厚度范围为35～70nm，所述非故意掺杂Alx2Ga1-x2As层的厚度范围为5～20nm。
11.根据权利要求7所述的发光二极管，其特征在于：x2的取值范围为0.45～0.7。
12.根据权利要求7所述的发光二极管，其特征在于：所述非故意掺杂Alx2Ga1-x2As层和非故意掺杂GaAs层的掺杂浓度低于1E18cm-3。
13.根据权利要求7或12所述的发光二极管，其特征在于：所述非故意掺杂Alx2Ga1-x2As层靠近所述非故意掺杂GaAs层一侧的掺杂浓度低于所述非故意掺杂Alx2Ga1-x2As层靠近所述N型Alx1Ga1-x1As层一侧的掺杂浓度，所述非故意掺杂GaAs层靠近所述非故意掺杂Alx2Ga1-x2As层一侧的掺杂浓度低于所述非故意掺杂GaAs层靠近所述N型GaAs层一侧的掺杂浓度。
14.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述发光层和所述P型半导体层的材料为Al yGa1-yInP，y的取值范围为0～1。
15.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述发光二极管还包括第一电极和第二电极，所述第一电极电连接所述N型半导体层，所述第二电极电连接所述P型半导体层。
16.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述N型Alx1Ga1-x1As层和所述发光层之间设置有N型AlInP层。
17.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述发光二极管的尺寸小于等于100nm。
18.一种发光装置，其特征在于：所述发光装置采用如权利要求1～17中任一项所述的发光二极管。
...【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：
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述n型alx1ga1-x1as层和所述n型gaas层的厚度范围为35～70nm。
3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：x1的取值范围为0.45～0.7。
4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述n型alx1ga1-x1as层中掺杂的n型离子的浓度范围为5e17cm-3～5e19cm-3。
5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述n型gaas层中掺杂的n型离子的浓度范围为5e17cm-3～1e20cm-3。
6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述n型alx1ga1-x1as层和所述n型gaas层中掺杂的n型离子包括si、te、ge或sn中的至少一种或其组合。
7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：在所述n型alx1ga1-x1as层和所述n型gaas层之间还设置有非故意掺杂alx2ga1-x2as层和非故意掺杂gaas层，所述非故意掺杂alx2ga1-x2as层位于所述n型alx1ga1-x1as层和所述非故意掺杂gaas层之间，所述非故意掺杂gaas层位于所述非故意掺杂alx2ga1-x2as层和所述n型gaas层之间，x2取值范围为0.05～1。
8.根据权利要求7所述的发光二极管，其特征在于：所述n型alx1ga1-x1as层、所述非故意掺杂gaas层和所述n型gaas层的厚度均大于所述非故意掺杂alx2ga1-x2as层的厚度。
9.根据权利要求7或8所述的发光二极管，其特征在于：所述非故意掺杂gaas层的厚度大于或等于所述n型gaas...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈劲华，王彦钦，侯世杰，郭桓卲，彭钰仁，
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：
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