发光二极管及发光装置的制作方法

本发明涉及半导体制造，特别涉及一种发光二极管及发光装置。

背景技术：

1、发光二极管(light 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、近年来，led外延结构中的p型半导体层中，其mg掺杂的激活能比较高，容易导致发光时空穴浓度不足，是制约器件的发光效率的关键因素之一。因此，如何提升led外延结构中的空穴浓度已然成为本领域技术人员亟待解决的难点之一。

3、需要说明的是，公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明提供一种发光二极管，其包括n型半导体层、发光层和p型半导体层，发光层位于n型半导体层上，p型半导体层位于发光层上，其中，p型半导体层包括三维结构层和覆盖层，三维结构层位于发光层上，覆盖层包覆三维结构层，三维结构层和覆盖层之间形成非极性面或半极性面。

2、本发明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。

3、本发明一实施例提供的一种发光二极管及发光装置，通过在p型半导体层中的三维结构层和覆盖层之间形成非极性面或半极性面的设置方式，一方面，由于在非极性面或半极性面mg掺杂的活化能会低于极性面，因此可以有效的提升空穴浓度，同时可有效阻挡mg进入晶体的间隙位形成自补偿导致空穴浓度降低；另一方面，相比于极性面，在非极性面或半极性面上的碳杂质会更容易形成p型掺杂从而提供空穴，可以进一步提升发光二极管的空穴浓度，提升发光二极管的出光性能，进而提升发光二极管的品质。

4、本发明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，或者是通过实施本发明而了解。

技术特征：

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：所述三维结构层包括x种材料结构层堆叠而成，x为大于等于2的正整数。

3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于：所述x种材料结构层的材料选自alainbgacnd，其中0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1，0＜d≤1。

4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述三维结构层包括n个第一材料结构层和m个第二材料结构层，m为大于等于1的正整数，n为大于等于1的正整数，所述n个第一材料结构层和所述m个第二材料结构层交替排列设置。

5.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于：n≥m。

6.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于：所述第一材料结构层的材料选自ala1inbgacnd，所述第二材料结构层的材料选自ala2inbgacnd，其中0≤a2＜a1≤1，0≤b≤1，0≤c≤1，0＜d≤1。

7.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于：所述第一材料结构层比所述第二材料结构层更接近所述发光层。

8.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于：所述第一材料结构层为algan结构，所述第二材料结构层为gan结构，所述gan结构中掺杂mg。

9.根据权利要求8所述的发光二极管，其特征在于：所述gan结构中mg掺杂浓度范围为1e18～5e20atoms/cm3。

10.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述三维结构层中含有al组分，所述三维结构层中的al组分浓度占比≥5％。

11.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述三维结构层采用二维岛状生长技术制备形成。

12.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述三维结构层的纵向截面呈三角形或梯形。

13.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述三维结构层具有倾斜侧面，所述倾斜侧面与所述发光层的上表面的夹角范围为10～90°。

14.根据权利要求13所述的发光二极管，其特征在于：所述倾斜侧面为规则平整的晶面。

15.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述覆盖层的材料选自aleinfgagnh，其中0≤e≤1，0≤f≤1，0＜g≤1，0＜h≤1。

16.根据权利要求15所述的发光二极管，其特征在于：所述覆盖层中的al组分浓度占比≤5％，所述覆盖层中的in组分浓度占比≤5％。

17.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述覆盖层的厚度范围为10～300nm。

18.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述覆盖层中掺杂mg。

19.根据权利要求18所述的发光二极管，其特征在于：所述覆盖层中mg掺杂浓度范围为1e17～3e21atoms/cm3。

20.一种发光装置，其特征在于：所述发光装置包括电路板和发光二极管，所述发光二极管设置在所述电路板上，所述发光二极管采用如权利要求1～19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技术领域，特别涉及一种发光二极管，其包括N型半导体层、发光层和P型半导体层，发光层位于N型半导体层上，P型半导体层位于发光层上，其中，P型半导体层包括三维结构层和覆盖层，三维结构层位于发光层上，覆盖层包覆三维结构层，三维结构层和覆盖层之间形成非极性面或半极性面。借此设置，可以有效提升发光二极管的空穴浓度，提升发光二极管的出光性能，进而提升发光二极管的品质。

技术研发人员：刘建明,陈毅勇,周杨,沈彪,李志明,曾建尧,蔡燕华
受保护的技术使用者：厦门三安光电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23