一种发光元件的制作方法

涉及一种发光元件以及发光装置。

背景技术：

红外发光二极管，由于其特定的波段，以及低功耗和高可靠性，被广泛应用于安全监控、穿戴式装置、空间通信、遥控、医疗器具、传感器用光源及夜间照明等领域。

现有的红外发光二极管，参照专利cn105870227a图1~2所示的两种结构。为了制作红外发光二极管，需首先在生长衬底如砷化镓进行外延生长半导体发光序列堆叠层，然后制作pn电极；或者通过转移工艺将半导体发光叠层转移至基板后，然后做pn电极。其中半导体发光序列堆叠层的生长工艺包括在砷化镓衬底上通常是先生长一层n型砷化镓作为欧姆接触层，接着生长n电流扩展层铝镓砷。然而研究发现，因为砷化镓与铝镓砷之间的铝相对含量存在较大差异将产生相当大的缺陷存在于砷化镓与铝镓砷界面，并影响铝镓砷的生长质量，导致最终发光二极管电压高的性能问题。如果能够有效降低界面缺陷所造成的问题，则可以有效改善铝镓砷的生长质量，抑制高电压的现象。

技术实现要素：

基于本发明的目的，本发明提供如下一种可以改善电流扩展层的质量，降低电压的一种发光元件，其包括：半导体发光序列堆叠层，具有相对的第一面侧和第二面侧，并且所述半导体发光序列堆叠层自第一面侧至第二面侧包括如下堆叠顺序的多层：欧姆接触层、电流扩展层、第一覆盖层、发光层、第二覆盖层；

其特征在于，所述半导体发光序列堆叠层还包括：

铝相对含量过渡层，位于欧姆接触层与电流扩展层之间，

所述的电流扩展层含铝，并且铝相对含量不变，并且铝相对含量过渡层的铝相对含量低于电流扩展层的铝相对含量。

其中的铝相对含量过渡层的铝含量过渡自欧姆接触层至电流扩展层为逐渐递增，以实现铝相对含量过渡层中的铝在欧姆接触层与电流扩展层之间进行逐渐过渡。

优选地，所述的欧姆接触层为alxga1-xas，其中0≤x≤1。

优选地，电流扩展层为alyga1-yas，y-x≥0.1，y≥0.1。更优选地，其中欧姆接触层为砷化镓。

更优选地，其中欧姆接触层与电流扩展层之间还包括ingap中间层，其中的铝相对含量过渡层的铝含量过渡自ingap中间层至电流扩展层为逐渐递增，以实现铝相对含量过渡层中的铝在欧姆接触层与电流扩展层之间进行逐渐过渡。

优选地，欧姆接触层上还包括第一电极，欧姆接触层、铝相对含量过渡层完全被第一电极覆盖，电流扩展层包括被第一电极覆盖的第一部分和未被第一电极覆盖的第二部分，所述电流扩展层的第二部分的表面被暴露并且被图形化或粗化，以提供出光面。

优选地，所述的铝相对含量过渡层的厚度为0.05~1微米。

本发明同时提供如下一种发光装置，所述的发光装置包括前述的发光元件。

本发明同时提供如下一种发光元件的制作方法：其包括步骤(1)：按照如下堆叠顺序制作半导体发光序列堆叠层：欧姆接触层、电流扩展层、第一覆盖层、发光层、第二覆盖层；

其特征在于，所述半导体发光序列堆叠层还包括：

铝相对含量过渡层，位于欧姆接触层与电流扩展层之间，

所述的电流扩展层含铝且铝相对含量不变，铝相对含量过渡层的铝相对含量低于电流扩展层的铝相对含量。

其中的铝相对含量过渡层的铝含量过渡自欧姆接触层至电流扩展层为逐渐递增，以实现铝相对含量过渡层中的铝在欧姆接触层与电流扩展层之间进行逐渐过渡。

优选地，欧姆接触层为所述的欧姆接触层为alxga1-xas，其中0≤x≤1。

优选地，电流扩展层为alyga1-yas，y-x≥0.1，y≥0.1。更优选地，其中欧姆接触层为砷化镓。

更优选地，其中欧姆接触层与电流扩展层之间还包括不含铝中间层，例如ingap中间层，其中的铝相对含量过渡层的铝含量过渡自ingap中间层至电流扩展层为逐渐递增，以实现铝相对含量过渡层中的铝在欧姆接触层与电流扩展层之间进行逐渐过渡。

优选地，还包括步骤(2)，在欧姆接触层上形成第一电极，第一电极下方未被覆盖的欧姆接触层、铝相对含量过渡层被去除并暴露电流扩展层，其中欧姆接触层、铝相对含量过渡层完全被第一电极覆盖，形成电流扩展层包括被第一电极覆盖的第一部分和未被第一电极覆盖的第二部分，粗化或图形化第二部分，以提供出光面。

优选地，所述的铝相对含量过渡层的厚度为0.05~1微米。

相对于传统的结构，本发明具有如下的技术效果：

(1)在欧姆接触层与电流扩展层之间增加铝相对含量过渡层以实现铝含量逐渐过渡，可有效改善电流扩展层与欧姆接触层之间界面的铝相对含量差异较大，导致的电流扩展层生长异常问题，改善电流扩展层的质量，并且获得的发光元件可有效降低电压；

(2)铝相对含量过渡层的厚度控制在低于1微米，优选0.4~0.6微米，以及铝相对含量过渡层的铝相对含量进一步限定为线性递增，将粗化表面仅形成在电流扩展层上可以避免铝相对含量过渡层对粗化形貌的影响；

(3)在电流扩展层与欧姆接触层之间设计一铟镓磷层可以改善电极受到外力发生剥落的问题；

(4)在铟镓磷中间层存在的情况下，铝相对含量过渡层插入铟镓磷层与电流扩展层之间，可以改善铟镓磷与铝镓砷之间的晶格差异较大导致的界面晶格失配导致应力的问题；

(5)本发明的发光元件更佳的适用于680nm以上的红外波段，也适用于发光波长可以是560~680nm之间的发光波段。

本发明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，或者通过实施本发明而了解。本发明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。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。

图1~2是传统的红外发光元件。

图3是实施例一的制作方法中提供的外延结构的示意图，外延结构包括半导体发光序列堆叠层。

图4~5是实施例一的制作方法中提供的外延结构的欧姆接触层、铝相对含量过渡层和电流扩展层中铝相对含量分布曲线。

图6是实施例一的制作方法中提供的外延结构的半导体发光序列堆叠层经过键合工艺并转移至基板并去除生长衬底的步骤获得的结构的示意图。

图7是实施例一的制作方法中，半导体发光序列堆叠层的欧姆接触层上制作第一电极的步骤获得的结构的示意图。

图8为实施例一的制作方法中，半导体发光序列堆叠层的欧姆接触层上制作第一电极的步骤获得的结构的俯视示意图。

图9是实施例一的制作方法中，通过蚀刻工艺露出电流扩展层并进行电流扩展层的表面粗化步骤获得的结构的示意图。

图10是实施例一的制作方法中，在基板上制作第二电极的步骤获得的结构示意图。

图11是实施例一为图10所示结构的电流扩展层、铝相对含量过渡层、欧姆接触层以及第一电极的局部结构示意图。

图12是制作实施例二的发光元件的外延结构。

图13是实施例二的发光元件的结构示意图。

图14是制作实施例二的发光元件的外延结构。

图15是实施例二的发光元件的结构示意图。

图16~17是实施例三的发光元件中半导体发光序列堆叠层的欧姆接触层、铝相对含量过渡层和电流扩展层中铝相对含量分布曲线。

图18是实施例三的发光元件的样品一和样品二的测试数据对比表。

图中标记如下：

10：生长衬底；20：缓冲层；30：蚀刻截止层；102：欧姆接触层；103：铝相对含量过渡层；104：电流扩展层；105：第一覆盖层；106：发光层；107：第二覆盖层。108：反射层；109：第一电极；109a：主电极；109b：扩展条；110：第二电极；201：ingap中间层。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

实施例一

本实施例结合制作方法和结构以说明本发明对现有技术的改进以及有益效果。

本实施例的发光元件为电致辐射的半导体发光元件，即对半导体发光元件施加一电流能够辐射680nm以上的红外光。

具体的，所述半导体发光元件的制作方法包括如下几个步骤：

如图3所示，首先提供一个外延结构，其具体包括：提供一个生长衬底10，优选地为砷化镓，生长衬底10上通过磊晶工艺如mocvd外延生长半导体发光序列堆叠层，半导体发光序列堆叠层在基板100上包括如下的堆叠顺序的多层：欧姆接触层102、电流扩展层104、第一覆盖层105、发光层106和第二覆盖层107，其中所述的欧姆接触层102、电流扩展层104与第一覆盖层105为相同的掺杂类型。

半导体发光序列堆叠层中的第一覆盖层105和第二覆盖层107分别具有不同的掺杂类型。于本实施例中，第一覆盖层105为提供电子的n型，第二覆盖层107为提供电子洞的p型，可通过掺杂元素实现第一覆盖层105或第二覆盖层107具有n型或p型的掺杂类型。第一覆盖层105的能隙与第二覆盖层107能隙皆大于发光层的能隙。发光层106发出一具有主波长为680nm以上的光。其中第一覆盖层105、发光层106和第二覆盖层107为砷化镓基材料，并添加铝和或铟元素以实现相应的功能。

其中欧姆接触层定义为alxga1-xas，0≤x≤1，电流扩展层定义为alyga1-yas，0≤y≤1。

作为一个实施例，该gaas衬底采用掺杂si的单晶gaas衬底，该欧姆接触层102为gaas，欧姆接触层102具有比较高的n型掺杂浓度，例如高于1*10¹⁸/cm³，较佳的高于2*1018/cm3。欧姆接触层102的厚度低于200nm，较佳的厚度为50~100nm。电流扩展层104为n型alyga1-yas，y为0.1~0.4，其中掺杂浓度为3e17~2e18，厚度为5~8um。第一覆盖层105为n型algaas，n型掺杂浓度为5e17~2e18原子/立方厘米，优选掺杂浓度为1e18原子/立方厘米，厚度介于0.1-10微米之间；该发光层106提供680nm以上的辐射，可以是但不限于是不具有掺杂的多量子阱结构，作为一个实施例，多量子阱为阱层和磊层的重复堆叠结构，具体的，其中阱层为ingaas材料，其厚度为3~15nm，势垒层为algaas，其厚度为5~50nm，量子阱对数介于1对到25对之间，优选对数为3~12对，通过调整阱层的元素含量可以调整发光层106的辐射波段；第二覆盖层107为p型algaas，其中p型掺杂浓度为8e17~6e18原子/立方厘米，优选浓度为1e18原子/立方厘米。

传统的结构中，由于欧姆接触层102砷化镓与电流扩展层104铝镓砷之间的铝相对含量存在较大差异导致电流扩展层的异常生长，容易产生生长缺陷，例如铝金属团聚的现象，影响后续铝镓砷的生长质量，会导致最终半导体发光元件高电压以及电流扩展效应差，出光均匀性低的问题。

因此，作为本发明的改进，欧姆接触层102和电流扩展层104之间插入铝相对含量过渡层103，铝相对含量过渡层103与电流扩展层104具有相同的组成原子，但是具有不同的原子比。具体地，定义铝相对含量过渡层103为alzga1-zas，其中0<z<1，z介于x~y之间，在铝相对含量过渡层中沿着厚度方向是z值为变化的值，掺杂类型、掺杂浓度均与电流扩展层104相同。

如图4~5所示，铝相对含量过渡层103提供铝相对含量在欧姆接触层102和电流扩展层104之间逐渐过渡，具体的是，铝相对含量过渡层103的铝相对含量自欧姆接触层102向电流扩展层104为逐渐递增。例如铝相对含量在欧姆接触层102砷化镓中为零，自欧姆接触层102的界面开始，铝相对含量过渡层中al成分百分含量连续地递增至电流扩展层104的界面。通过铝相对含量过渡层103的中铝成分百分含量逐渐递增，实现铝含量的逐渐过渡，可有效避免电流扩展层104在欧姆接触层102的界面上有铝相对含量的突变导致的生长缺陷，改善电流扩展层的生长质量。较佳的，铝相对含量的分布特点可以是沿着厚度方向为线性递增或阶段性递增。具体的，如图4所示，所述的铝相对含量过渡层具有t0的厚度，并且可以看成是单层，单层内的铝相对含量为沿着厚度方向线性递增。或者如图5所示，所述的铝相对含量过渡层可以看层是多层，例如至少两层或多层，例如包括第一层、第二层至第n层（n大于等于3）为alzga1-zas，其中第一层的z值在0~x1之间线性递增，第二层z值为x1，第三层为z值x1~x2之间线性递增，第四层z值为x2，第三层为z值x2~x3之间线性递增，其中x3=y值，由此形成阶段性递增模式。

为了实现铝相对含量过渡层103中铝相对含量逐渐递增，例如外延生长一层alzga1-zas，z从0逐渐递增到0.3，生长过程中可使al和ga的供给速率的至少一者为线性增速或分段性的增速。经过实验发现，铝相对含量为线性递增的情况，获得的铝含量过渡层对粗化的均匀性影响低于分段性增速的影响。

较佳的，铝相对含量过渡层103的厚度为0.05~1微米，该厚度相对于传统的电流扩展层仅增加了一薄层的铝镓砷，或者替代原电流扩展层铝镓砷的一部分厚度，工艺上容易实现，且生产成本可控。

另外，生长电流扩展层104之前，还可以在衬底上先生长缓冲层20如砷化镓以及蚀刻截止层30如铟镓磷，其中缓冲层20可改善衬底与半导体发光序列堆叠层的材料之间的晶格差异导致的生长质量差的问题，其中蚀刻截止层30可提供蚀刻截止界面，例如将半导体发光序列堆叠层转移至另一基板上时，需要去除砷化镓衬底，该蚀刻截止层能够防止蚀刻工艺用的溶液对欧姆接触层102进行蚀刻破坏。

生长第二覆盖层107之后还可以包括第二覆盖层107一侧生长一第二电流扩展层(图中未示意出)，该第二电流扩展层与第二覆盖层107具有相同的掺杂类型，提供良好的欧姆接触特性，如gap层，该层的厚度为0.02~0.1微米之间，该欧姆接触层为高掺杂层，要大于1e19。

接着，将半导体发光序列堆叠层转移至基板100上，去除生长衬底10，获得如图6所示的结构，具体的包含如下步骤：在第二覆盖层107一侧或者第二电流扩展层一侧制作反射层108；反射层108一侧设置键合层(图中未示意)，并通过键合工艺键合一基板100；移除生长衬底10，生长衬底10为砷化镓的情况下，可采用湿法蚀刻工艺移除，直至露出欧姆接触层102。

接着，如图7~8所示，欧姆接触层102上形成第一电极109，第一电极与欧姆接触层102形成良好的欧姆接触，第一电极109可以包括打线部分的主电极109a以及扩展条109b，其中主电极109a与扩展条109b分别提供打线位置以及水平电流扩展。其中，沿着厚度方向观察，其中电流扩展层104在第一电极109下方具有第一部分，在第一电极109的周围具有第二部分。

然后，形成掩膜覆盖在第一电极109上，第一电极109周围的欧姆接触层102被暴露；进行蚀刻工艺，蚀刻去除第一电极109周围的欧姆接触层102、铝相对含量过渡层103，使非位于第一电极109下方的欧姆接触层102以及铝相对含量过渡层103被完全移除，同时暴露电流扩展层104的第二部分，接着蚀刻电流扩展层104的第二部分，以形成图形化或粗化面，形成如图9所示的结构。欧姆接触层、铝相对含量过渡层的去除工艺以及电流扩展层104进行粗化处理可以是同一步骤或者多个步骤的湿法蚀刻工艺，湿法蚀刻的溶液可以是酸性溶液，如盐酸、硫酸或者氢氟酸或者柠檬酸，或者其它任何较佳的化学试剂。

如图10所示，电流扩展层104具体包括第一部分p1被第一电极109覆盖在下方以及第二部分p2被暴露，由于粗化过程中，第一电极109保护了其下方的欧姆接触层102、铝相对含量过渡层103以及电流扩展层104的第一部分p1不被蚀刻，因此电流扩展层104的第一部分p1的表面未被粗化，因此第一部分p1未被蚀刻而保留在第一电极109下方具有原始厚度，即第一厚度t1，第一电极109下方周围的第二部分p2的表面由于被蚀刻处理获得粗化面，第二部分p2具有残留的粗化面下方的第二厚度t2，为2~4微米。电流扩展层104的第二部分p2形成的粗化面的水平高度低于在第一电极109下方的第一部分p1与铝相对含量过渡层103之间的界面高度大约3~4微米。

铝相对含量过渡层的蚀刻与电流扩展层的粗化可采用同样的蚀刻工艺或同一步蚀刻步骤完成，例如湿法蚀刻工艺，由于铝相对含量越低湿法蚀刻速率越慢，铝相对含量过渡层103中的铝相对含量低于电流扩展层104中的铝相对含量，因此若采用同样的蚀刻工艺或同一步蚀刻步骤，铝相对含量过渡层103的存在会影响电流扩展层的表面粗化形貌。为了降低铝相对含量过渡层103对电流扩展层104的粗化速率的影响以及粗化形貌的影响，获得更加均匀的粗化表面形貌，以保证均匀的出光光效，优选地，铝相对含量过渡层103的厚度低于1微米，或者较佳的为200~600nm。相反的，若铝相对含量过渡层103的较厚，一方面蚀刻较慢，会导致电流扩展层的表面粗化不均匀，另一方面会容易导致铝相对含量过渡层残留在粗化形成的颗粒的至少部分顶部，最终出光效果不好。

本实施例的方法更包含以下步骤：如图11所示，在导电性基板100的背面侧形成第二电极110，借此在第一电极109和第二电极110以及半导体发光序列堆叠层之间可以通过传导电流。基板100具有一定的厚度，能够支撑其上的所有层。

最后根据尺寸需要通过蚀刻、劈裂等工艺获得单元化的发光元件，结构如图11所示。

通过上述制作方法，获得的一种发光元件，其包括半导体发光序列堆叠层，半导体发光序列堆叠层包括第一面侧和第二面侧，从第一面侧至第二面侧包括依序堆叠的第一覆盖层105、发光层106、第二覆盖层107、电流扩展层104和欧姆接触层102。

所述的发光元件的发光层106提供的发光波长范围为≥680nm，为红外光范围。

电流扩展层104具有与第一覆盖层105相同的掺杂类型，例如为n型。电流扩展层104定义为alyga1-yas，其中al含量为y，0<y<1，优选地，y介于0.1~0.4之间，或者更优选地介于0.2~0.35之间。

电流扩展层104的所述一界面上堆叠有欧姆接触层102，该欧姆接触层102可与金属电极形成欧姆接触。欧姆接触层102为gaas或者alxga1-xas，0≤x<1，较佳的y-x≥0.1。

电流扩展层104包含与第一覆盖层105相临近的第一表面以及远离第一覆盖层105的第二表面，电流扩展层104的第二表面可以划分成一界面及一出光面，界面位于第一电极109的覆盖的下方，出光面位于界面的周围，出光面的水平高度位置位于发光叠层的上表面的水平高度位置和界面的水平位置之间。

为了解决电流扩展层104与欧姆接触层102之间的界面缺陷问题，在欧姆接触层102与电流扩展层104之间存在一层铝相对含量过渡层103，该铝相对含量过渡层103与电流扩展层104为相同的元素种类组成，但具有不同的原子比组成，定义铝相对含量过渡层103为alzga1-zas，0<z<1，其中y>z＞x。用铝相对含量过渡层103实现欧姆接触层102与电流扩展层104之间的铝相对含量的逐渐过渡，有助于改善缺陷和后续的晶体质量，从而减小发光元件的电阻，降低电压，并且可提升电流扩展，增加亮度。

自欧姆接触层102至电流扩展层104的第二表面铝相对含量过渡层103的铝相对含量过渡方式为线性递增或者阶段性递增，铝相对含量过渡层103的铝相对含量z自电流扩展层104的铝相对含量自零或者较低值逐渐递增至电流扩展层104的界面为铝相对含量值为稳定不变的状态。

由于铝相对含量过渡层103与电流扩展层104具有相同的组成元素，因此在通过tem或sem高倍率显微镜获取图像时，并没有明显的层与层之间的界面，图像比较难辨识，铝相对含量变化趋势可以通过tem结合edx分辨出来或者sims分辨出。

欧姆接触层102上可设置有第一电极109，第一电极109与欧姆接触层102之间形成欧姆接触，以实现电流流通。

欧姆接触层102以及铝相对含量过渡层103仅保留第一电极109垂直下方的部分。电流扩展层104包括两个部分，即包括位于第一电极109下方的第一部分p1，第一部分p1的第二表面与铝相对含量过渡层103接触定义为界面，未位于第一电极109下方的第二部分p2被暴露定义为出光面。电流扩展层104的出光面可以环绕第一电极109形成。出光面进一步通过蚀刻工艺形成图形面或粗化面，其中图形面可以是蚀刻获得规则的图形。粗化面可具有规则的表面结构或者任意的不规则的表面微纳米结构，粗化面或图形面实质上为发光层的光能够更加容易的逃逸出去，提高出光效率。优选地，出光面为粗化面，粗化形成的表面结构的高度差(或者高低差)低于1微米，优选地为100~300微米。

电流扩展层104包括仅位于第一电极109下方的第一部分的第二表面，由于被第一电极109保护而不会被粗化。电流扩展层104的粗化面的水平高度由于粗化工艺实质上相对于位于第一电极109下方的第二表面（界面）的水平高度更低。

具体的，如图10所示，于本实施例中，电流扩展层104同时包括位于第一电极109下方的第一部分p1以及不位于第一电极109下方的第二部分p2，第一部分具有第一厚度t1，第二部分具有第二厚度t2。具体的，第一厚度t1定义为在第一电极109下方未被粗化的电流扩展层104的第二表面至第一表面的厚度，第二厚度t2定义为未位于第一电极109下方的粗化面至第一表面的厚度。第一厚度t1为5~8微米，第二厚度t2为3~4微米。第一部分的厚度t1大于第二部分的厚度t2。较佳的，第二厚度t2大于第一厚度t1至少3~4微米。

半导体发光序列堆叠层的与电流扩展层104的出光面相反的一面侧可设置反射层108，反射层108包括但不限于实用如下材料：金属反射层108，或金属反射层108与透明介质层搭配形成的odr，金属反射层108与透明导电层搭配形成的odr，或者布拉格反射层108，布拉格反射层108为两种不同折射率的透明介质层重复交叠形成，例如氧化硅与氧化钛。金属反射层108将发光层106的光束反射至电流扩展层104的出光面或者半导体发光序列对叠层的侧壁进行出光。

金属反射层108具有远离半导体发光堆叠层的一侧，该一侧设置有基板100，以提供对半导体发光序列堆叠层以及反射层108的支撑，基板100可以是导电基板100，例如金属基板100。从导电基板100远离发光半导体堆叠层的一面侧可以设置第二电极110以提供第二电极110；或者设置的第二电极110位于在导电基板100或绝缘基板100上，与半导体发光序列同侧。

第一电极109和第二电极110包括透明导电材料和或金属材料。透明导电材料包括透明导电层，如ito或金属薄层，金属材料包括geauni、auge、auzn、au、al、pt、ti中至少一种。

本发明的发光元件广泛适用于所有发光波长为680nm以上的红外发光元件，可改善红外发光元件的光电性能，可被广泛应用于安全监控、穿戴式装置、空间通信、遥控、医疗器具、传感器用光源及夜间照明等领域。

实施例二

在实施例一的发光元件的制作方法的基础上进行如下改变，以获得不同于实施例一的发光元件。

具体的，本实施例的发光元件的制作方法包括：

如图12所示，首选提供一个外延结构，选择一生长衬底10，在生长衬底10上生长缓冲层20，生长衬底10采用掺杂si的单晶n型gaas衬底。该缓冲层20由gaas构成，浓度介于8e17~5e18原子/立方厘米，优选浓度为2e18原子/立方厘米。

在缓冲层20上生长实施例一相同的半导体发光序列堆叠层，半导体发光序列堆叠层包括依次在缓冲层20上堆叠的欧姆接触层102、铝相对含量过渡层103、电流扩展层104、第一覆盖层105、发光层106和第二覆盖层107。并且半导体发光序列堆叠层中每一层的结构组成与实施例一相同，其中铝相对含量过渡层103位于欧姆接触层与电流扩展层104之间，用于改善欧姆接触层102与电流扩展层104之间的界面缺陷问题。

接着，如图13所示，在生长衬底10的背面侧制作第一电极109，在第二覆盖层107上制作第二电极110。

最后根据尺寸需要通过蚀刻、劈裂等工艺获得单元化的发光元件，结构如图13所示。

不同于实施例一的是，最终该发光二极管保留了gaas衬底，并且出光面为第二覆盖层107一侧。

实施例三

在实施例一的发光元件制作方法的基础上进行如下改变，以获得不同于实施例一的发光元件。

对实施例一的外延结构进行进一步改进以获得不同于实施例一的半导体发光序列堆叠层，如图14所示，在所述的欧姆接触层102与电流扩展层104之间进一步插入一层n型ingap中间层201。n型ingap中间层201厚度较佳的为20~150nm，掺杂浓度范围为1e18~3e18。由于这一层ingap可增加第一电极在半导体发光序列堆叠层上的附着性，因此改善电极的可靠性。然而研究发现，由于ingap与algaas之间的晶格常数差异较大，会导致algaas相当大的晶格失配，并且随着alyga1-yas的铝相对含量y的值增加，gainp中间层和alyga1-yas电流扩展层之间的晶格参数差异越大，晶格失配越严重，会严重影响铝镓砷的生长质量，导致高电压以及电流扩展不均匀的问题。

因此为有效改善algaas电流扩展层104在gainp中间层上的生长质量，必须降低界面晶格失配。具体的，本实施例将铝相对含量过渡层103插入在ingap与alyga1-yas电流扩展层104之间，由于ingap与gaas之间的差异较小，因此通过使al相对含量从0逐渐过渡到电流扩展层104的铝相对含量，可改善在ingap和高铝含量的电流扩展层algaas的界面上伴随晶格失配引起的铝镓砷生长质量变差的问题。

本实施例中铝相对含量过渡层103与电流扩展层104具有相同的元素组成，但是具有不同的原子比，具体地的定义铝相对含量过渡层103为alzga1-zas，0<z<1，其中y>z>x，厚度较佳的为0.05~1微米，掺杂类型、掺杂浓度与电流扩展层104相同，较佳的0.4~0.6微米。铝相对含量过渡层103的铝相对含量自ingap向电流扩展层104为逐渐递增，更具体的，如图16~17所示，铝相对含量逐渐递增的方式可以是阶段性过渡或线性过渡。

为了形成线性过渡层，例如铝相对含量从0过渡到0.3，外延生长时，通过使al和ga的供给量的至少一者以持续的增速线性增加，来实现al成分的变化，获得铝相对含量过渡层103。

按照实施例一的制作方法获得本施例的发光元件，结构如图15所示。

通过与实施例一相同的蚀刻工艺，实现欧姆接触层102、ingap中间层201以及铝相对含量过渡层103仅保留在第一电极109的下方，并且铝相对含量过渡层103厚度较佳的为0.05~1微米，掺杂类型、掺杂浓度与电流扩展层104相同，铝相对含量过渡层103更佳厚度为0.4~0.6微米。电流扩展层104具有位于第一电极109下方的第一部分，以及电流扩展层104具有未位于第一电极下方的第二部分被粗化处理以形成出光面。

作为一个具体的实施方式，如图18所示的是本实施例的半导体发光元件与传统的图1所示的结构的性能测试数据，样品一为传统的半导体发光元件，样品二为本实施例的半导体发光元件，即在传统的半导体发光元基础上，在ingap中间层201与电流扩展层104之间插入一层铝相对含量过渡层103，经过小电流10ma的点亮测试，与传统的同样尺寸的发光元件相比，发现电压降低大约0.09v左右，电流扩展以及粗化形貌更均匀，出光均匀性也有所改善。

实施例四

本实施例提供一个不同于实施例一到三的发光元件，不同的设计在于半导体发光序列堆叠层中第一覆盖层105、发光层106以及第二覆盖层107可以采用传统的algainp基材料替代，以提供560~680nm之间的发光辐射。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的改动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求界定范围为准。