[发明专利]半导体发光元件

说明书

本发明提供了一种半导体发光元件，依次包括：衬底、n型氮化物半导体层、量子阱层以及p型氮化物半导体层，所述半导体发光元件还包括调控层，其位于所述n型氮化物半导体层与所述量子阱层之间，或者位于所述量子阱层与p型氮化物半导体层之间。即通过在所述半导体发光元件中增加一层调控层，能够调控V‑pits的开启和密度，增加空穴注入和载流子辐射复合效率，以及增加电流扩展能力，进而提升所述半导体发光元件的发光效率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种半导体发光元件。

背景技术

氮化物半导体作为第三代化合物半导体，使用该材料制作的发光元件因具有节能环保、颜色波长易调控、体积小、使用寿命长等优点，已成为市场主流的照明光源。由于氮化物半导体的波长可调，可涵盖黄光、绿光、蓝光、紫光和深紫外波段，因此，广泛应用于激光显示、Mini-LED背光、Micro-LED背光、家庭照明、户外路灯照明、舞台灯照明、交通信号灯、电视背光、手机电脑背光、室内显示屏、车灯、植物照明、医疗、固化和杀菌消毒等各种领域。

目前市场上对氮化物半导体的光效的需求与日俱增，因此，有必要提供一种发光效率更高的氮化物半导体元件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体发光元件，以调控V-pits的开启和密度，增加空穴注入和载流子辐射复合效率，以及增加电流扩展，从而提升半导体发光元件的发光效率。

为了实现上述目的以及其他相关目的，本发明提供了一种半导体发光元件，依次包括：衬底、n型氮化物半导体层、量子阱层以及p型氮化物半导体层，

所述半导体发光元件还包括调控层，其位于所述n型氮化物半导体层与所述量子阱层之间，

或者，位于所述量子阱层与所述p型氮化物半导体层之间。

可选的，在所述的半导体发光元件中，所述调控层位于所述n型氮化物半导体层与所述量子阱层之间时，所述调控层为弱p型氮化物半导体层。

可选的，在所述的半导体发光元件中，所述弱p型氮化物半导体层中的p型空穴浓度为5E16cm^-3～5E17cm^-3。

可选的，在所述的半导体发光元件中，所述弱p型氮化物半导体层的结构包括p型氮化物半导体单一结构和(p-n)_x组合结构中的至少一种，其中，p-n表示p型氮化物半导体单一结构和n型氮化物半导体单一结构的组合，x为p-n的周期数，且x≥1。

可选的，在所述的半导体发光元件中，所述弱p型氮化物半导体层中低掺Mg、Zn、C、Li和Na元素中的至少一种。

可选的，在所述的半导体发光元件中，所述调控层的结构中包含的GaN结构的形成条件包括：采用的MO源为三甲基镓源；生长的环境为低温高压高速生长。

可选的，在所述的半导体发光元件中，所述低温为600℃～850℃，所述高速生长的生长速率不低于1μm/h，所述高压的压强大于100Torr，形成的所述弱p型氮化物半导体层的碳浓度为1E17cm^-3～5E18cm^-3。

可选的，在所述的半导体发光元件中，所述调控层位于所述量子阱层与所述p型氮化物半导体层之间时，所述调控层为弱n型氮化物半导体层。

可选的，在所述的半导体发光元件中，所述弱n型氮化物半导体层中的n型电子浓度为5E16cm^-3～1E18cm^-3。

可选的，在所述的半导体发光元件中，所述弱n型氮化物半导体层的结构包括n型氮化物半导体单一结构和(n-p)_y组合结构中的至少一种，其中，n-p表示n型氮化物半导体单一结构和p型氮化物半导体单一结构的组合，y为n-p的周期数，且y≥1。