发光二极管和发光装置的制作方法

本发明涉及半导体制造领域，具体涉及发光二极管和发光装置。

背景技术：

1、 发光二极管(light emitting diode，简称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。近年来，led已在日常生活中得到广泛应用，例如照明、信号显示、背光源、车灯和大屏幕显示等领域，同时这些应用也对led的亮度、发光效率提出了更高的要求。

2、发光二极管通过第一类型半导体层和第二类型半导体层的n型掺杂或p型掺杂以实现至少分别提供电子或空穴，电子和空穴在有源层内辐射复合发光。为了提高足够的电子和空穴，第一类型半导体层和第二类型半导体层需达到较高的掺杂浓度。由于n型和p型掺杂物的扩散效应和记忆效应，n型和p型掺杂物容易扩散进入有源层，影响有源层的晶体质量，从而影响发光二极管的发光亮度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可以提升发光亮度和发光效率的发光二极管。本发明提出发光二极管和发光装置，所述发光二极管发光二极管，包括：半导体外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，自第一表面至第二表面方向包含依次堆叠的第一类型半导体层，有源层和第二类型半导体层；所述有源层包含交替堆叠的阱层和势垒层，还包含一面对所述第二类型半导体层的上表面以及相反于上表面的底表面，其特征在于：还包含一位于有源层的底表面以下的n型掺杂物，其包含一浓度轮廓，该浓度轮廓包含一浓度为5e17/cm3的点a，该点a至有源层的底表面的距离为d1，所述d1的范围为150~500nm。

2、在一些可选的实施例中，所述n型掺杂物为si、ge、sn或者te。

3、在一些可选的实施例中，所述n型掺杂物为te，所述d1的范围为200~500nm。

4、在一些可选的实施例中，所述第一类型半导体层包含第一覆盖层，所述第一覆盖层至少包含第一子层和第二子层，所述第一子层的掺杂浓度大于8e17/cm3，所述第二子层的掺杂浓度自第一表面至第二表面方向降低。

5、在一些可选的实施例中，所述第一子层的厚度为所述第一覆盖层的厚度的1/3~2/3。

6、在一些可选的实施例中，所述n型掺杂物为si，所述d1的范围为150~300nm。

7、在一些可选的实施例中，所述发光二极管还包含第一覆盖层，所述第一覆盖层的掺杂浓度高于5e17/cm3。

8、在一些可选的实施例中，所述第一覆盖层的材料为alinp。

9、在一些可选的实施例中，所述第一覆盖层和有源层之间还包含第一间隔层，所述第一间隔层的材料为algainp。

10、在一些可选的实施例中，所述第一间隔层的材料为单层或者多层结构。

11、在一些可选的实施例中，所述第一间隔层为多层结构，所述第一间隔层的al组分含量自第一表面至第二表面方向先减小后保持不变。

12、在一些可选的实施例中，所述发光二极管还包含一位于有源层的上表面以上的p型掺杂物，其包括其包含第二浓度轮廓，该第二浓度轮廓具有一浓度1e17/cm3的b点，该b点至有源层的上表面的距离为d2，所述d2的范围为40~400nm。

13、在一些可选的实施例中，所述第二类型半导体层包括第二覆盖层和第二间隔层，所述第二间隔层位于有源层和第二覆盖层之间。

14、在一些可选的实施例中，所述第二间隔层的材料为algainp，其掺杂浓度低于1e17/cm3。

15、在一些可选的实施例中，所述第二间隔层的厚度小于400nm。

16、在一些可选的实施例中，所述p型掺杂物为mg、zn、ca、sr或者ba。

17、在一些可选的实施例中，所述有源层的周期数为2~100。

18、在一些可选的实施例中，所述有源层的阱层的厚度为2-25nm，势垒层的厚度为2-25nm。

19、在一些可选的实施例中，所述发光二极管还包含第一电极和第二电极，分别与所述第一类型半导体层和第二类型半导体层形成电连接。

20、在一些可选的实施例中，所述有源层辐射波长为550~950nm的光。

21、本发明还提出一种发光装置，包含前述中任一项所述的发光二极管。

22、本发明提出一种发光二极管，至少具有以下的有益效果：

23、（1）通过调整n型掺杂物5e17/cm3浓度下至有源层的底表面的距离，可控制n型掺杂物扩散进入有源层，提升有源层的晶体质量，从而提升发光二极管的光电性能。

24、 （2）通过调整p型掺杂物1e17/cm3浓度下至有源层的上表面的距离，可控制p型掺杂物扩散进入有源层，提升有源层的晶体质量，从而提升发光二极管的光电性能。

25、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。

26、虽然在下文中将结合一些示例性实施及使用方法来描述本发明，但本领域技术人员应当理解，并不旨在将本发明限制于这些实施例。反之，旨在覆盖包含在所附的权利要求书所定义的本发明的精神与范围内的所有替代品、修正及等效物。

技术特征：

1.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型掺杂物为si、ge、sn或者te。

3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述n型掺杂物为te，所述d1的范围为200~500nm。

4.根据权利要求3所述的发光二极管，其特征在于：所述d1的范围为220~500nm。

5.根据权利要求3所述的发光二极管，其特征在于：所述d1的范围为250~500nm。

6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一类型半导体层包含第一覆盖层，所述第一覆盖层包含第一子层和第二子层。

7.根据权利要求6所述的发光二极管，其特征在于：所述第一子层的掺杂浓度大于8e17/cm3,所述第二子层的掺杂浓度自第一表面至第二表面的方向降低。

8.根据权利要求6所述的发光二极管，其特征在于：所述第一子层的厚度为所述第一覆盖层的厚度的1/3~2/3。

9.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一覆盖层和有源层之间还包含第一间隔层，所述第一间隔层的材料为algainp。

10.根据权利要求9所述的发光二极管，其特征在于：所述第一间隔层的材料为单层或者多层结构。

11.根据权利要求9所述的发光二极管，其特征在于：所述第一间隔层为多层结构，所述第一间隔层的al组分含量自第一表面至第二表面方向先减小后保持不变。

12.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第二类型半导体层包括第二覆盖层和第二间隔层，所述第二间隔层位于有源层和第二覆盖层之间。

13.根据权利要求12所述的发光二极管，其特征在于：所述第二间隔层的材料为algainp，其掺杂浓度低于1e17/cm3。

14.根据权利要求12所述的发光二极管，其特征在于：所述第二间隔层的厚度小于400nm。

15.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述p型掺杂物为mg、zn、ca、sr或者ba。

16.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述d2的范围为60~400nm。

17.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述d2的范围为80~400nm。

18.一种发光装置，其特征在于：包含权利要求1~17中任一项所述的发光二极管。

技术总结
本发明涉及半导体制造领域，具体涉及发光二极管和发光装置。本发明公开发光二极管和发光装置，所述发光二极管包括半导体外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，自第一表面至第二表面方向包含依次堆叠的第一类型半导体层，有源层和第二类型半导体层；所述有源层包含交替堆叠的阱层和势垒层，还包含一面对所述第二类型半导体层的上表面以及相反于上表面的底表面，其特征在于：还包含一位于有源层的底表面以下的n型掺杂物，其包含一浓度轮廓，该浓度轮廓包含一浓度为5E17/cm<supgt;3</supgt;的点A，该点A至有源层的底表面的距离为d1，所述d1的范围为150~500nm。本发明可有效控制n型掺杂物扩散进入有源层，提升有源层的晶体质量，提升发光二极管的发光亮度和发光效率。

技术研发人员：李维环,陈劲华,郭桓邵,彭钰仁,陈东坡,张家宏
受保护的技术使用者：泉州三安半导体科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13