[发明专利]一种半导体发光元件

说明书

本发明涉及半导体光电器件的技术领域，特别是涉及一种半导体发光元件，其从下至上依次包括衬底、第一导电型半导体，多量子阱，导电型空穴注入层和第二导电型半导体，所述导电型空穴注入层的H浓度为5E18～1E20cm^‑3，O浓度为1E17～5E18cm^‑3，通过设置导电型空穴注入层并控制其C/H/O含量比例，能够提升电子的势垒高度和降低空穴的势垒高度，有效地阻挡电子溢流，提升空穴注入多量子阱的效率提升空穴注入多量子阱的效率，从而提升半导体发光元件的辐射复合效率。

技术领域

本发明涉及半导体光电器件的技术领域，特别是涉及一种半导体发光元件。

背景技术

半导体发光元件具有可调范围广泛的波长范围，发光效率高，节能环保，可使用超过10万小时的长寿命、尺寸小、可设计性强等因素，已逐渐取代白炽灯和荧光灯，成长普通家庭照明的光源，并广泛应用新的场景，如户内高分辨率显示屏、户外显屏、手机电视背光照明、路灯、车灯、手电筒等应用领域。但是，传统氮化物半导体使用蓝宝石衬底生长，晶格失配和热失配大，导致较高的缺陷密度和极化效应，降低半导体发光元件的发光效率；同时，传统氮化物半导体的空穴离化效率远低于电子离化效率，导致空穴浓度低于电子浓度1个数量级以上，过量的电子会从多量子阱溢出至第二导电型半导体产生非辐射复合，空穴离化效率低，会导致第二导电型半导体的空穴难以有效注入多量子阱中，导致多量子阱的发光效率低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体发光元件，通过设置导电型空穴注入层并控制C/H/O含量比例，提升电子的势垒高度和降低空穴的势垒高度，有效地阻挡电子溢流，提升空穴注入多量子阱的效率，从而提升半导体发光元件的辐射复合效率。

为实现上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种半导体发光元件，从下至上依次包括衬底、第一导电型半导体，多量子阱，导电型空穴注入层和第二导电型半导体，所述导电型空穴注入层的H浓度为5E18～1E20cm^-3，C浓度为1E17～5E18cm^-3，O浓度为1E17～5E18cm^-3。

一种可能的技术方案中，所述第一导电型半导体的H浓度为1E17～1E18cm^-3，C浓度为1E16～5E17cm^-3，O浓度为1E16～5E17cm^-3。

一种可能的技术方案中，所述多量子阱的H浓度为1E17～1E18cm^-3，C浓度为1E16～5E17cm^-3，O浓度为1E16～1E18cm^-3。

一种可能的技术方案中，所述第二导电型半导体的H浓度为1E18～5E21cm^-3，C浓度为1E17～5E21cm^-3，O浓度为1E17～5E21cm^-3。

一种可能的技术方案中，所述导电型空穴注入层的Mg掺杂浓度大于1E19cm^-3。

一种可能的技术方案中，所述第二导电型半导体的Mg掺杂浓度大于1E18cm^-3。

一种可能的技术方案中，所述第一导电型半导体、第二导电型半导体、多量子阱的材料为Al_xI n_yGa_1-x-yN材料，其中Al组分x为0～40％，y为0～80％；多量子阱发出的光为紫外波段至黄光波段介于350～600nm。

与现有技术相比本发明的有益效果为：通过设置导电型空穴注入层并控制其C/H/O含量比例，提升电子的势垒高度和降低空穴的势垒高度，有效地阻挡电子溢流，提升空穴注入多量子阱的效率，从而提升半导体发光元件的辐射复合效率。

附图说明