半导体发光器件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种半导体发光器件，包括：依次自下而上依次层叠设置的衬底、第一缓冲层、n型氮氧化物半导体层、第二缓冲层、发光层、p型氮氧化物半导体层和电流扩散及空穴注入层；第一电极，设置在n型氮氧化物半导体层上，第一电极包括多个反射层；第二电极，设置在电流扩散及空穴注入层上，第二电极包括多个反射层；其中，发光层具有AlGaInN量子阱结构，电流扩散及空穴注入层为n型杂质及p型杂质一同掺杂的ZnO层。本实用新型专利技术的半导体发光器件，在n型氮化物半导体层和发光层之间设置有第二缓冲层，可减小发光层的穿透位错密度，降低发光层的残余应变。层的残余应变。层的残余应变。

【技术实现步骤摘要】
半导体发光器件


[0001]本技术属于半导体
，具体涉及一种半导体发光器件。

技术介绍

[0002]半导体发光器件利用于LCD背光、照明、显示器等各种领域，且作为“LED”广为人知。当给半导体施加顺向偏置电压时，发射出与传导带和价电子带的能隙相当的波带的光，半导体发光器件利用这种现象进行发光。这种半导体发光器件对量子效率、光子提取效率、封装、可靠性等各项设计指标的要求高。在这些指标中，尤其电极与半导体层之间的电流的扩散和空穴的注入在设计上是重要的指标。
[0003]近年来，包含V族元素中的氮的氮化物半导体已经在半导体发光器件例如发光二极管和采用p
‑
n结的激光二极管的领域中受到关注，并且在很多地方进行了研究和开发。氮化物半导体受到关注的原因是氮化物半导体(包括AlN、GaN和InN)是直接跃迁(direct transition)半导体，并且在三元混晶和四元混晶中，可以通过适当地设置组成来改变带隙，从而发射从红外直至深紫外的光。
[0004]然而，在使用氮化物半导体制造半导体发光器件中，因为难以制造由氮化物半导体制成并具有高品质和大面积的用于外延生长的衬底，所以必需使用例如蓝宝石和碳化硅衬底作为用于外延生长的衬底。然而，在这样的情况下，产生异质外延生长，难以生长具有平坦表面的氮化物半导体薄膜。因此，在氮化物半导体膜中的穿透位错(threading dislocation)密度高达109
‑ꢀ
10
11
cm
‑2。因为穿透位错导致半导体发光器件的内部量子效率的降低。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本技术提供了一种半导体发光器件。本技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0006]本技术提供了一种半导体发光器件，包括：依次自下而上依次层叠设置的衬底、第一缓冲层、n型氮化物半导体层、第二缓冲层、发光层、p 型氮化物半导体层和电流扩散及空穴注入层；
[0007]第一电极，设置在所述n型氮化物半导体层上，所述第一电极包括多个反射层；
[0008]第二电极，设置在所述电流扩散及空穴注入层上，所述第二电极包括多个反射层；
[0009]其中，所述发光层具有AlGaInN量子阱结构，所述电流扩散及空穴注入层为n型杂质及p型杂质一同掺杂的ZnO层。
[0010]在本技术的一个实施例中，所述第一缓冲层由单晶AlN层形成。
[0011]在本技术的一个实施例中，所述n型氮化物半导体层由AlGaN层形成。
[0012]在本技术的一个实施例中，所述第二缓冲层与所述发光层的未掺杂势垒层具有相同的组成。
[0013]在本技术的一个实施例中，所述发光层为多量子阱结构或单量子阱结构。
[0014]在本技术的一个实施例中，所述p型氮化物半导体层的表面上设置有用于提高光输出效率的凹凸结构。
[0015]在本技术的一个实施例中，所述第一电极包括自下而上依次层叠设置的第一粘附层、第一反射层、第一阻挡金属层以及第二反射层。
[0016]在本技术的一个实施例中，所述第二电极包括自下而上依次层叠设置的第二粘附层、第三反射层、第二阻挡金属层以及第四反射层。
[0017]与现有技术相比，本技术的有益效果在于：
[0018]1.本技术的半导体发光器件，在n型氮化物半导体层和发光层之间设置有第二缓冲层，可减小发光层的穿透位错密度，降低发光层的残余应变；
[0019]2.本技术的半导体发光器件，由于第二缓冲层具有与发光层的势垒层相同的组成，一方面，在制造中可对第二缓冲层和发光层的势垒层采用相同的生长温度，可在第二缓冲层上继续生长发光层的势垒层而不中断生长，另一方面，可以提高第二缓冲层和发光层之间的界面品质，从而提高从具有AlGaInN量子阱结构的发光层发射的紫外辐射的发射强度，提高电流注入发射光谱的强度；
[0020]3.本技术的半导体发光器件，设置有电流扩散及空穴注入层，其为n型杂质及p型杂质一同掺杂的ZnO层，既能够改善电极与半导体层之间的电流的流动并使得扩散更加均匀又能够提高空穴的注入，因而能够提高半导体发光器件的效率；
[0021]4.本技术的半导体发光器件，当电流被施加到第一电极和第二电极，那么从发光层产生的光被全方向地发射，一些光朝着第一电极或第二电极行进，然后被第一电极和第二电极中设置的反射层反射，能够提高光效率。
[0022]上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
[0023]图1是本技术实施例提供的一种半导体发光器件的结构示意图；
[0024]图2是本技术实施例提供的一种发光层的结构示意图；
[0025]图3是本技术实施例提供的另一种半导体发光器件的结构示意图。
具体实施方式
[0026]为了进一步阐述本技术为达成预定技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本技术提出的一种半导体发光器件进行详细说明。
[0027]有关本技术的前述及其他
技术实现思路
、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本技术为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本技术的技术方案加以限制。
[0028]请参见图1，图1是本技术实施例提供的一种半导体发光器件的结构示意图。如图所示，本实施例的半导体发光器件，包括：依次自下而上依次层叠设置的衬底1、第一缓
冲层2、n型氮化物半导体层3、第二缓冲层 4、发光层5、p型氮化物半导体层6和电流扩散及空穴注入层7；第一电极 8，设置在n型氮化物半导体层3上；第二电极9，设置在电流扩散及空穴注入层7上。
[0029]在本实施例中，衬底1为蓝宝石衬底。第一缓冲层2和第二缓冲层4具有不同的晶格常数。
[0030]在本实施例中，第一缓冲层2由单晶AlN层形成，用于减小n型氮化物半导体层3的穿透位错密度，降低n型氮化物半导体层3在发光层中产生的残余应变，可选地，单晶AlN层的厚度为0.5μm。
[0031]进一步地，n型氮化物半导体层3由AlGaN层形成。可选地，n型氮化物半导体层3包括在第一缓冲层2上形成的由n型Al
0.35
Ga
0.65
N层构成的第一n型AlGaN层和在第一n型AlGaN层上形成的由n型Al
0.2
Ga
0.8
N层构成的第二n型AlGaN层。通过改变相对比例使得其晶格常数从第一缓冲层2的晶格常数向与第一缓冲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体发光器件，其特征在于，包括：依次自下而上依次层叠设置的衬底(1)、第一缓冲层(2)、n型氮化物半导体层(3)、第二缓冲层(4)、发光层(5)、p型氮化物半导体层(6)和电流扩散及空穴注入层(7)；第一电极(8)，设置在所述n型氮化物半导体层(3)上，所述第一电极(8)包括多个反射层；第二电极(9)，设置在所述电流扩散及空穴注入层(7)上，所述第二电极(9)包括多个反射层；其中，所述发光层(5)具有AlGaInN量子阱结构，所述电流扩散及空穴注入层(7)为n型杂质及p型杂质一同掺杂的ZnO层。2.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其特征在于，所述第一缓冲层(2)由单晶AlN层形成。3.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其特征在于，所述n型氮化物半导体层(3)由AlGaN层形成。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洁，姚强，
申请(专利权)人：西安精匠华鹤电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：