本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體制造，特別是涉及一種發(fā)光二極管及發(fā)光裝置。

背景技術(shù)：

1、發(fā)光二極管(light?emitting?diode，led)一種半導(dǎo)體器件，其基本結(jié)構(gòu)包括p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間的pn結(jié)，當(dāng)正向電壓加到led上時(shí)，電子和空穴在pn結(jié)的交界處復(fù)合釋放出能量，這些能量以光子的形式發(fā)射出來(lái)，形成光輻射。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，led的有源層為量子阱結(jié)構(gòu)，其中勢(shì)壘層通常摻入al組分以便有效地限制載流子在勢(shì)阱層中的復(fù)合發(fā)光，通常，自n型半導(dǎo)體層至p型半導(dǎo)體層方向，al組分含量在有源層的壘層中均勻分布或呈遞增趨勢(shì)，以減少電子溢流，然而，由于有源層與p型半導(dǎo)體層一側(cè)的電子阻擋層al組分的差異，半導(dǎo)體層間的晶格常數(shù)不匹配會(huì)造成應(yīng)力集中的問(wèn)題，導(dǎo)致發(fā)光層與p型半導(dǎo)體層的電子阻擋層的界面處產(chǎn)生顯著的壓電效應(yīng)，量子阱內(nèi)載流子分布不均，直接影響了量子阱中的輻射復(fù)合過(guò)程，降低了光子的產(chǎn)生效率，導(dǎo)致整體發(fā)光性能的下降。

3、在led的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，需要提供一種針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中不足的改進(jìn)技術(shù)方案，以減輕或消除壓電效應(yīng)，進(jìn)一步提高led產(chǎn)品的光電轉(zhuǎn)換效率和/或發(fā)光亮度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷及不足，本申請(qǐng)的目的在于提供一種發(fā)光二極管及發(fā)光裝置，以解決上述一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。

2、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供一種發(fā)光二極管，包括半導(dǎo)體疊層，所述半導(dǎo)體疊層包括依次層疊的第一半導(dǎo)體層、有源層及第二半導(dǎo)體層；其中，

3、所述有源層為量子阱結(jié)構(gòu)，具有若干對(duì)交替排列的勢(shì)壘層和勢(shì)阱層，所述勢(shì)壘層含有al組分；沿所述半導(dǎo)體疊層的生長(zhǎng)方向，至少部分勢(shì)壘層中的al組分平均含量大于與其相鄰的下一個(gè)所述勢(shì)壘層中的al組分平均含量。

4、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，本申請(qǐng)還提供一種發(fā)光裝置，所述發(fā)光裝置包括：

5、封裝基板；

6、至少一個(gè)發(fā)光二極管，設(shè)置于所述封裝基板的表面，所述封裝基板與所述發(fā)光二極管的電極結(jié)構(gòu)形成電性連接；所述發(fā)光二極管為上述技術(shù)方案所述的發(fā)光二極管。

7、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)?zhí)峁┑陌l(fā)光二極管及發(fā)光裝置至少具有以下有益效果：

8、本申請(qǐng)的技術(shù)方案中，通過(guò)調(diào)控有源層中al組分的含量變化，至少部分勢(shì)壘層中的al組分平均含量大于與其相鄰的下一個(gè)所述勢(shì)壘層中的al組分平均含量，以保證有源層中勢(shì)壘層的al組分平均含量不會(huì)由p到n側(cè)一直降低，以緩解接近p側(cè)的導(dǎo)電能帶劇烈變化，避免形成類似二維電子氣對(duì)載流子形成束縛，在價(jià)電帶方向，空穴可以順利注入，并且由于能帶壓電場(chǎng)得以緩解，空穴分布也更加均勻；另外，量子阱層內(nèi)的電子溢流現(xiàn)象也被有效抑制，有源層中的載流子濃度及復(fù)合效率均明顯提升；另外，本申請(qǐng)?zhí)峁┑陌l(fā)光裝置包括上述技術(shù)方案提供的發(fā)光二極管，因此，該發(fā)光裝置同樣具有上述良好的技術(shù)效果。

技術(shù)特征：

1.一種發(fā)光二極管，其特征在于，包括半導(dǎo)體疊層，所述半導(dǎo)體疊層包括依次層疊的第一半導(dǎo)體層、有源層及第二半導(dǎo)體層；其中，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，沿所述半導(dǎo)體疊層的生長(zhǎng)方向，每個(gè)所述勢(shì)壘層中的al組分平均含量均大于與其相鄰的下一個(gè)所述勢(shì)壘層中的al組分平均含量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述有源層包括2～20個(gè)周期交替排列的量子阱結(jié)構(gòu)，所述勢(shì)壘層的材料包括alx1iny1ga1-x1-y1n，所述勢(shì)阱層的材料包括alx2iny2ga1-x2-y2n，其中，0≤x2＜x1≤1，0≤y1＜y2≤1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，每個(gè)所述勢(shì)壘層內(nèi)部的任一處al組分含量為該勢(shì)壘層al組分含量平均值的80％～120％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，沿所述半導(dǎo)體疊層的生長(zhǎng)方向，相鄰所述勢(shì)壘層的al組分平均含量差值相等或不等。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，沿所述半導(dǎo)體疊層的生長(zhǎng)方向，所述勢(shì)壘層具有相對(duì)的下表面與上表面，自所述下表面至所述上表面，每個(gè)所述勢(shì)壘層具有一al組分的起始含量與終止含量；其中，所述終止含量小于所述起始含量，且每個(gè)所述勢(shì)壘層的終止含量大于或等于與其相鄰的下一個(gè)所述勢(shì)壘層的起始含量。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述有源層的所述勢(shì)壘層中的al組分含量介于30％～0％之間。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述有源層的所述勢(shì)壘層中的al組分含量介于5×1019atom/cm3～0之間。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述勢(shì)壘層的厚度介于之間。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，每個(gè)所述勢(shì)壘層的厚度相等或者不等。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，還包括應(yīng)力釋放層，所述應(yīng)力釋放層位于所述第一半導(dǎo)體層與所述有源層之間。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，還包括電子阻擋層，所述電子阻擋層位于所述有源層與所述第二半導(dǎo)體層之間。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)光二極管，其特征在于，還包括銜接層，所述銜接層位于所述有源層與所述電子阻擋層之間。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述半導(dǎo)體疊層具有暴露出所述第一半導(dǎo)體層的第一臺(tái)面，與所述第一臺(tái)面相鄰的所述半導(dǎo)體疊層形成出光臺(tái)面，還包括：

15.一種發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光裝置包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N發(fā)光二極管及發(fā)光裝置，該發(fā)光二極管包括半導(dǎo)體疊層，半導(dǎo)體疊層包括依次層疊的第一半導(dǎo)體層、有源層及第二半導(dǎo)體層；其中，有源層為量子阱結(jié)構(gòu)，具有若干對(duì)交替排列的勢(shì)壘層和勢(shì)阱層，勢(shì)壘層含有Al組分；沿半導(dǎo)體疊層的生長(zhǎng)方向，至少部分勢(shì)壘層中的Al組分平均含量大于與其相鄰的下一個(gè)勢(shì)壘層中的Al組分平均含量。本申請(qǐng)?zhí)峁┑膭?shì)壘層Al組分變化的發(fā)光二極管可以緩解接近P側(cè)半導(dǎo)體層的能帶劇烈變化，避免形成二維電子氣對(duì)載流子形成束縛，使空穴順利注入且均勻分布，有效抑制量子阱層內(nèi)的電子溢流現(xiàn)象，最終提升載流子復(fù)合效率及產(chǎn)品發(fā)光亮度。

技術(shù)研發(fā)人員：王宥楠,張中英,劉信佑,賴昭序
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廈門三安光電有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17