[发明专利]一种半导体发光元件及其制备方法

说明书

本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种半导体发光元件及其制备方法，本发明通过在最终势垒层与电子阻挡层之间低温生长高能级的第一盖层和第二盖层，第一盖层为相对低温生长的未掺杂层，用于降低P型杂质扩散至多量子阱结构层导致发光效率降低，第二盖层为电洞注入层，其掺杂有高浓度的P型杂质以提升电洞注入效应，同时，利用第一盖层和第二盖层较高的能级，有效降低了电子溢流，提升半导体元件的发光效率。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种半导体发光元件及其制备方法。

背景技术

GaN基发光二极管包括具有将电能转换为光能的P-N结，以及用于提供电子的N型半导体层和用于提供空穴的P型半导体层，当对发光二极管施加正向电压时，N型半导体层的电子与P型半导体层的空穴结合，使得可以释放与导带和价带之间的能隙对应的能量。改能量主要表现为热或者光，并且发光二极管将能量作为光发出。

但在生长P型半导体层时，因其成长温度与条件易导致P型半导体的掺杂材料Mg由P型半导体层扩散至量子阱结构层中，影响量子阱结构层中势阱层的材料质量，导致半导体组件发光效率减低，因此，我们亟需寻找一种制备方法及一种半导体结构来抑制Mg的扩散，防止半导体组件的发光效率下降。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明半导体发光元件，其至少包括衬底，及依次位于所述衬底上的N型层、多量子阱结构层、最终势垒层、电子阻挡层、P型层和P型接触层，所述多量子阱结构层包括交替层叠的势垒层和势阱层，其特征在于：所述最终势垒层和电子阻挡层之间还包括第一盖层及位于第一盖层上的第二盖层，所述第一盖层为未掺杂层，所述第二盖层为高浓度P型掺杂层，所述第一盖层与所述第二盖层的能级均高于所述势垒层所述势垒层及电子阻挡层的能级。

优选的，所述第一盖层为u-AlN层，所述第二盖层为p-AlN层。

优选的，所述第二盖层的厚度小于所述势阱层的厚度。

优选的，所述第二盖层中P型掺杂浓度高于P型层中P型掺杂浓度低于P型接触层中的P型掺杂浓度。

优选的，所述第二盖层中P型掺杂杂质的浓度为1×10¹⁹~1×10²⁰cm^-3。

优选的，所述第二盖层的厚度小于20Å。

优选的，所述电子阻挡层为含铝氮化物层，其铝组份含量为2%~25%。

一种半导体发光元件的制备方法，至少包括如下步骤：

S1、提供一衬底；

S2、于所述衬底上生长N型层；

S3、于所述N型层上生长多量子阱结构层，所述多量子阱结构层包括交替层叠的势垒层和势阱层；

S4、所述多量子阱结构层生长结构后，继续生长最终势垒层；

S5、于最终势垒层上生长第一盖层和第二盖层，所述第一盖层为未掺杂层，其生长温度介于所述势阱层与所述势垒层的生长温度之间，所述第二盖层为高浓度P型掺杂层，其生长温度低于所述势阱层的生长温度，所述第一盖层与所述第二盖层的能级均高于所述势垒层及电子阻挡层的能级；

S6、于所述第二盖层上继续生长电子阻挡层、P型层和P型接触层。

优选的，所述最终势垒层为未掺杂结构层，其生长温度与所述势垒层的生长温度相同。

优选的，所述第一盖层为u-AlN层，所述第二盖层为p-AlN层。