CN119630137A - 发光二极管及发光装置 - Google Patents

Abstract

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，其包括依次层叠的非故意掺杂层、第一介质层、第一n型层、第二n型层、第二介质层、发光层和p型层，其中，第一n型层的掺杂浓度高于第二n型层的掺杂浓度，第一介质层和第二介质层中包括铝组分，第一介质层中的铝组分高于第二介质层中的铝组分。借此，该发光二极管可以解决内部缺陷多、载流子拥挤、ESD性能较差的问题，从而提升发光二极管的品质。

Description

发光二极管及发光装置

技术领域

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及发光装置。

背景技术

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。

目前，小尺寸的发光二极管（如Mini LED）广泛运用于背光显示，以实现更精密的动态背光效果。然而现有的小尺寸发光二极管普遍存在着缺陷较多、载流子拥挤、ESD性能较差的问题。因此，如何解决以上问题已然成为本领域技术人员亟待解决的技术难题之一。

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。

发明内容

本发明提供一种发光二极管，发光二极管包括一半导体叠层，半导体叠层至少包括依次层叠的非故意掺杂层、第一介质层、第一n型层、第二n型层、第二介质层、发光层和p型层。第一n型层的掺杂浓度高于第二n型层的掺杂浓度，第一介质层和第二介质层中的材料包括铝组分，第一介质层中的铝组分高于第二介质层中的铝组分。

本发明还提供一种发光二极管，该发光二极管包括一半导体叠层，半导体叠层至少包括依次层叠的第一半导体层、发光层和第二半导体层。第一半导体层至少包括非故意掺杂层、第一n型层和第二n型层，第一n型层的掺杂浓度高于第二n型层的掺杂浓度，第一半导体层具有铝的浓度曲线，铝的浓度曲线至少包括第一峰形和第二峰形，其中，第一峰形位于第一n型层远离发光层的一侧，第二峰形位于第一n型层靠近发光层的一侧。

本发明还提供一种发光装置，发光装置包括发光二极管，发光二极管采用上述任一实施例提供的发光二极管。

本发明一实施例提供的一种发光二极管及发光装置，通过在高掺杂的第一n型层的前后均插入含铝的介质层的方式，可以解决发光二极管内部缺陷多、载流子拥挤、ESD性能较差的问题，从而提升发光二极管的品质。具体来说，通过在非故意掺杂层和高掺杂的第一n型层之间插入高含铝的第一介质层的方式，从而达到缺陷屏蔽的效果，可以改善ESD 性能，进而提升芯片可靠性；通过在低掺杂的第二n型层和发光层之间插入低含铝的第二介质层的方式，一方面同样达到缺陷屏蔽的效果，另一方面，还可以利用其宽能隙材料特性，起到电子阻挡的效果，有效降低载流子拥挤的现象，同时可以提升发光层中电子和空穴的复合发光效率，从而提高发光二极管的发光效率。

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。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍，显而易见的，下面描述中的部分附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明第一实施例提供的发光二极管的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的复合层的结构示意图；

图3是本发明第二实施例提供的发光二极管的结构示意图；

图4是本发明一实施例提供的发光二极管的铝浓度曲线示意图。

附图标记：

10-衬底；12-非故意掺杂层；14-第一介质层；16-第一n型层；18-第二n型层；20-第二介质层；22-复合层；221-GaN层；222-InGaN层；24-发光层；26-p型层；30-n型电极；32-p型电极；n1-第一峰形；n2-第二峰形。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，皆为“至少包含”的意思。

本发明的一实施例提供一种发光二极管，发光二极管包括一半导体叠层，半导体叠层至少包括依次层叠的非故意掺杂层、第一介质层、第一n型层、第二n型层、第二介质层、发光层和p型层。其中，第一n型层的掺杂浓度高于第二n型层的掺杂浓度，第一介质层和第二介质层中包括铝组分，第一介质层中的铝组分高于第二介质层中的铝组分。通过在非故意掺杂层和高掺杂的第一n型层之间插入高含铝的第一介质层的方式，从而达到缺陷屏蔽的效果，具体为利用第一介质层中的Al原子体积小的特性来填充非故意掺杂层生长过程中所产生的缺陷，将有利于后续各结构层的生长，从而改善晶格质量，减少漏电风险，可以改善ESD 性能，进而提升芯片可靠性；通过在低掺杂的第二n型层和发光层之间插入低含铝的第二介质层的方式，一方面同样达到缺陷屏蔽的效果，既可以进一步阻挡非故意掺杂层生长过程中形成的缺陷，还可以阻挡高掺杂的第一n型层生长过程中所产生的新的缺陷，另一方面，还可以利用其宽能隙材料特性，起到电子阻挡的效果，既可以改善载流子空间分布密度，有效降低载流子拥挤的现象，同时可以提升发光层中电子和空穴的复合发光效率，从而提高发光效率，进而提高发光二极管的整体品质。同时控制第一介质层中的铝组分高于第二介质层中的铝组分，既可保证第一介质层有效阻挡位错缺陷的效果，同时避免有源层跟第二介质层晶格失配的可能性。

在一些实施例中，第一介质层和第二介质层的材料包括Al_xGa_(1-x)N材料，其中0＜x≤1。第一介质层和第二介质层的材料可以为AlN或AlGaN，利用AlN或AlGaN宽能隙的特点，有效起到隔离电子的作用，既可以改善载流子空间分布密度，有效降低载流子拥挤的现象，还可以防止电子过多过快的跃迁到p型层中与空穴进行非辐射复合，有利于电子跟空穴在发光层中的结合，提升了发光层中电子和空穴的复合发光效率，从而提升发光效率。

在一些实施例中，第一介质层中的铝组分占比为5%~50%，从而提升第一介质层的阻挡位错缺陷的效果。若是第一介质层中的铝组分过高（如大于50%），则会有晶格失配的问题，如非故意掺杂层和第一n型层之间出现晶格失配；若是第一介质层中的铝组分过低（如小于5%），则无法起到有效阻挡位错缺陷的效果，可选的，第一介质层中的铝组分占比为15%~30%，优选是20%~25%。

在一些实施例中，第二介质层掺杂有n型杂质，第二介质层的掺杂浓度小于1E19atoms/cm³，第二介质层掺杂有低浓度的n型杂质，将有利于电流扩散，减小操作电压。

在一些实施例中，第一n型层的掺杂浓度大于1E19atoms/cm³。在一些实施例中，第二n型层的掺杂浓度小于1E19atoms/cm³。第一n型层掺杂有高浓度的n型杂质，将有利于电流扩散，减小操作电压，这是由于电流在第一n型层处的流动方向是水平方向，当Si掺杂浓度高，可有效降低电阻，因此高掺杂的第一n型层更有利于电流扩散。而第二n型层为低掺杂层，这是由于电流在发光层到第二n型层的流动方向是垂直方向，而Si掺杂浓度低，可形成高电阻，因此在第二n型层处采用低掺杂，将会更有利于电流扩散。

在一些实施例中，半导体叠层还包括复合层，复合层位于第二介质层及发光层之间，复合层主要起到过渡层的作用。

在一些实施例中，第一介质层的厚度大于第二介质层的厚度，第一介质层厚些可以保证有效阻挡位错缺陷的效果，第二介质层薄些以降低晶格不匹配的可能性。

在一些实施例中，第一介质层的厚度范围为20~50nm，第二介质层的厚度范围为15~45nm。若是第一介质层太厚（如大于50nm）也会有晶格失配的问题，第二介质层太薄（如小于15nm）则可能无法起到有效阻挡位错缺陷的效果。

本发明的一实施例提供一种发光二极管，发光二极管包括一半导体叠层，半导体叠层至少包括依次层叠的第一半导体层、发光层和第二半导体层。第一半导体层至少包括非故意掺杂层、第一n型层和第二n型层，第一n型层的掺杂浓度高于第二n型层的掺杂浓度，第一半导体层具有铝的浓度曲线，铝的浓度曲线至少包括第一峰形和第二峰形，其中，第一峰形位于第一n型层远离发光层的一侧，第二峰形位于第一n型层靠近发光层的一侧，通过在高掺杂的第一n型层前后均形成一个含Al的峰形的方式，利用Al原子填充阻非故意掺杂层和第一n型层生长过程中所产生的缺陷，将有利于后续各结构层的生长，从而改善晶格质量，减少漏电风险，可以改善ESD 性能，进而提升芯片可靠性；同时第二Al峰形还可以起到电子阻挡的效果，既可以改善载流子空间分布密度，有效降低载流子拥挤的现象，同时可以提升发光层中电子和空穴的复合发光效率，从而提高发光效率，进而提高发光二极管的整体品质。

在一些实施例中，第一n型层的掺杂浓度大于1E19atoms/cm³。在一些实施例中，第二n型层的掺杂浓度小于1E19atoms/cm³。通过该设置，将有利于电流扩散，减小操作电压。

在一些实施例中，第一峰形的最大值大于第二峰形的最大值，设置第一峰形具有较高的Al浓度，可保证有效阻挡非故意掺杂层生长过程中形成的缺陷的效果，设置第二峰形具有更低的Al浓度，可以避免与发光层之间出现晶格失配的问题。

在一些实施例中，第一峰形的最大值不小于第二峰形的最大值的1.5倍，从而进一步提高发光二极管的整体品质。

在一些实施例中，第一峰形位于非故意掺杂层和第一n型层之间，第二峰形位于第一n型层和发光层之间，通过将第一峰形形成在非故意掺杂层和高掺杂的第一n型层之间，可以阻挡非故意掺杂层生长过程中所产生的缺陷，从而达到缺陷屏蔽的效果；通过将第二峰形形成在高掺杂的第一n型层和发光层之间，一方面可以进一步阻挡非故意掺杂层生长过程中形成的缺陷和阻挡高掺杂的第一n型层生长过程中所产生的新的缺陷，另一方面，还可以起到电子阻挡的效果，有效降低载流子拥挤的现象，同时可以提升发光层中电子和空穴的复合发光效率，从而提高发光效率。

在一些实施例中，半导体叠层还包括复合层，复合层位于第二n型层及发光层之间，第二峰形位于第一n型层和复合层之间。第二峰形可以形成于第一n型层和复合层之间，通过复合层起到过渡层的作用，可以降低与发光层之间晶格不匹配的可能性。

在一些实施例中，第二峰形位于第二n型层和复合层之间，第二峰形可以形成于低掺杂的第二n型层和复合层之间，可以进一步降低与发光层之间晶格不匹配的可能性。

在一些实施例中，发光二极管的边长不大于200μm，发光二极管为小尺寸的发光二极管。

本发明的一实施例提供一种发光装置，其特征在于：发光装置包括发光二极管，发光二极管采用上述任一所述的发光二极管。

请参阅图1，图1是本发明第一实施例提供的发光二极管的结构示意图。为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的第一实施例提供一种发光二极管。如图中所示，该发光二极管包括一半导体叠层，该半导体叠层至少包括依次层叠的非故意掺杂层12、第一介质层14、第一n型层16、第二n型层18、第二介质层20、发光层24和p型层26。

非故意掺杂层12设置在衬底10上。衬底10可为透明性衬底10或者半透明衬底10，其中透明性衬底10或者半透明衬底10可以允许发光层24辐射出的光穿过衬底10到达衬底10的远离半导体叠层的一侧，例如衬底10可以是蓝宝石平片衬底10、蓝宝石图形化衬底10、硅衬底10、碳化硅衬底10、氮化镓衬底10、玻璃衬底10中的任意一种。在一些实施例中，衬底10可以进行减薄或者移除形成薄膜型的芯片。

非故意掺杂层12的材料可以包括GaN，其主要起到缓冲的作用，可用于调节衬底10跟第一n型层16之间的晶格差异。

第一n型层16和第二n型层18的材料均可以是N型掺杂的氮化物材料层，例如GaN层，通过掺杂N型杂质提供电子，N型杂质可以包括Si、Ge、Sn、Se和Te中的一种或其组合。可选的，本实施例中，第一n型层16和第二n型层18中掺杂的离子包括硅。第一n型层16和第二n型层18相较而言，第一n型层16为高掺杂层，第二n型层18为低掺杂层，也就是说，第一n型层16的掺杂浓度高于第二n型层18的掺杂浓度。由于设置第一介质层14起缺陷屏蔽的效果，可以改善晶格质量，所以不需要先低掺杂n型层再渐变到高掺杂n型层；而是直接用高掺杂的第一n型层16，由于掺杂浓度高，有利于电流扩散，减小操作电压。这是因为Si掺杂浓度高，可有效降低电阻，由于电流在第一n型层16处的流动方向是水平方向（例如沿图中左到右的方向流动），因此低电阻有利于电流扩散。此外，第二n型层18为低掺杂层有利于电流扩散，减小操作电压。Si掺杂浓度低，可形成高电阻，由于电流在发光层24到第二n型层18的流动方向是垂直方向（例如沿图中上到下的方向流动），因此在第二n型层18处采用低掺杂，电阻高会更有利于电流扩散。

第一介质层14和第二介质层20中的材料包括铝组分。第一介质层14主要起缺陷屏蔽的效果，例如阻挡非故意掺杂层12在生长过程中所产生的缺陷，由于Al原子比较小，因此可以利用Al原子填充缺陷，有利于后续各结构层的生长，从而改善晶格质量，减少漏电风险，提升ESD 能力和芯片可靠性。第二介质层20在一方面可以进一步阻挡非故意掺杂层12生长过程中形成的缺陷；另一方面，高掺杂的第一n型层16在生长过程中也会产生新的缺陷，第二介质层20可用于阻挡第一n型层16生长过程中新形成的缺陷，防止缺陷延伸到发光层24。在一些实施例中，还可以利用其宽能隙的特点，可以有效起到隔离电子的作用，既可以改善载流子空间分布密度，有效降低载流子拥挤的现象，同时可以防止电子过多过快的跃迁到p型层26中与空穴进行非辐射复合，将有利于电子跟空穴在发光层24中的结合，提升了发光层24中电子和空穴的复合发光效率，从而提升发光效率，进而提高发光二极管的整体品质。

第一介质层14中的铝组分高于第二介质层20中的铝组分。通过在非故意掺杂层12和高掺杂的第一n型层16之间插入高含铝的第一介质层14，从而达到缺陷屏蔽的效果，第一介质层14中的铝组分相对较高可以提升缺陷阻挡的能力。通过在低掺杂的第二n型层18和发光层24之间插入低含铝的第二介质层20的方式，从而降低凹坑密度 以及利用宽能隙材料特性，起到电子阻挡的效果，可以改善载流子空间分布密度，有效降低载流子拥挤，提高ESD性能，提高发光二极管的品质。第二介质层20中的铝组分相对较低是为了避免导致发光层24跟第二介质层20产生晶格失配的问题，考虑到发光层24的阱层是lnGaN，第二介质层20是AlGaN的情况下，In原子比较大，Al原子比较小，如果Al组份过高，会导致发光层24跟第二介质层20出现晶格失配的问题。

发光层24可以为量子阱结构(Quantum Well，简称QW)。在一些实施例中，发光层24也可以为多重量子阱结构(Multiple Quantum Well，简称MQW)，其中多重量子阱结构包括以重复的方式交替设置的多个量子阱层(Well)和多个量子阻障层(Barrier)，例如可以是GaN/AlGaN、InAlGaN/InAlGaN、InGaN/AlGaN或InGaN/GaN的多量子阱结构。此外，发光层24内的阱层的组成以及厚度决定生成的光的波长。为了提高发光层24的发光效率，可通过在发光层24中改变量子阱的深度、成对的量子阱和量子势垒的层数、厚度和/或其它特征来实现。

p型层26在电源作用下可以向发光层24提供空穴。在一些实施例中，p型层26包括P型掺杂的氮化物层。P型掺杂的氮化物层可包括一个或多个的P型杂质。P型杂质可以包括Mg、Zn、Be、Ca、Sr和Ba中的一种或其组合，本实施例，优选P型杂质为Mg。p型层26可以是单层结构，也可以是多层结构，该多层结构具有不同的组成。

在一些实施例中，第一介质层14中的铝组分占比为5%~50%，从而提升第一介质层14的阻挡位错缺陷的效果。若是第一介质层14中的铝组分过高（如大于50%），则会有晶格失配的问题，如非故意掺杂层12和第一n型层16之间出现晶格失配；若是第一介质层14中的铝组分过低（如小于5%），则无法起到有效阻挡位错缺陷的效果，可选的，第一介质层14中的铝组分占比为15%~30%，优选是20%~25%。

在一些实施例中，第一介质层14和第二介质层20的材料包括Al_xGa(_1-x)N材料，其中0＜x≤1。例如第一介质层14和第二介质层20的材料为AlN或AlGaN材料，利用AlN或AlGaN宽能隙的特点，有效起到隔离电子的作用，既可以改善载流子空间分布密度，有效降低载流子拥挤的现象，还可以防止电子过多过快的跃迁到p型层26中与空穴进行非辐射复合，有利于电子跟空穴在发光层24中的结合，提升了发光层24中电子和空穴的复合发光效率，从而提升发光效率。

在一些实施例中，第二介质层20掺杂有n型杂质，n型杂质例如是硅。第一介质层14是非故意掺杂。

在一些实施例中，第二介质层20的掺杂浓度小于1E19atoms/cm³。可选的，在一些优选的实施例中，第二介质层20的掺杂浓度范围为1E18atoms/cm³~1E19atoms/cm³。第二介质层20掺杂有低浓度的n型杂质，将有利于电流扩散，减小操作电压。

第一n型层16的掺杂浓度大于1E19atoms/cm³。第二n型层18的掺杂浓度小于1E19atoms/cm³。可选的，在一些优选的实施例中，第一n型层16的掺杂浓度范围为1E19atoms/cm³~1E20atoms/cm³；第二n型层18的掺杂浓度小于5E18atoms/cm³。直接用高掺杂的第一n型层16，由于掺杂浓度高，有利于电流扩散，减小操作电压。这是因为Si掺杂浓度高，可有效降低电阻，由于电流在第一n型层16处的流动方向是水平方向（例如沿图中左到右的方向流动），因此低电阻有利于电流扩散。此外，第二n型层18为低掺杂层有利于电流扩散，减小操作电压。Si掺杂浓度低，可形成高电阻，由于电流在发光层24到第二n型层18的流动方向是垂直方向（例如沿图中上到下的方向流动），因此在第二n型层18处采用低掺杂，电阻高会更有利于电流扩散。

在一些实施例中，第一介质层14的厚度大于第二介质层20的厚度，以降低晶格不匹配的可能性。并且，第一介质层14厚些可以保证有效阻挡位错缺陷的效果，第二介质层20薄些可以有效避免晶格失配。可选的，第一介质层14的厚度范围为20~50nm，第二介质层20的厚度范围为15~45nm。若是第一介质层14太厚（如大于50nm）也会有晶格失配的问题，第二介质层20太薄（如小于15nm）则可能无法起到有效阻挡位错缺陷的效果。

在一些实施例中，半导体叠层还包括复合层22，复合层22位于第二介质层20及发光层24之间。复合层22主要起到过渡层的作用。

在一些实施例中，发光二极管为小尺寸的发光二极管，发光二极管的边长不大于200μm。一般情况下，为了提升ESD性能，现有的发光二极管通常会通过在外延结构多掺Si的方式或者降低缺陷的方式来实现，然而为了避免电容过高，小尺寸的发光二极管更适合通过降低缺陷的方式来提升ESD性能，因此，本实施例可以实现提升ESD性能的同时，应用于小尺寸的发光二极管。不过本案不限于此，本实施例亦可以应用于各种尺寸的发光二极管。

请参阅图2，图2是本发明一实施例提供的复合层22的结构示意图。如图所示，复合层22包括GaN层221和InGaN层222交替排列组成的多层结构，以有效起过渡层的作用。例如从第二n型层18过渡到发光层24，从GaN材料过渡到InGaN材料。在一些实施例中，复合层22中的In组份比发光层24的低。不过本案不限于此，复合层22亦可是AlGaN层和InGaN层222交替排列组成的多层结构。

请参阅图3，图3是本发明第二实施例提供的发光二极管的结构示意图。相较于第一实施例的发光二极管而言，本实施例的不同之处主要在于：发光二极管还包括n型电极30和p型电极32。n型电极30连接第一n型层16，p型电极32连接p型层26。

n型电极30可以为单层、双层或多层结构，例如：Ti/Al、Ti/Al/Ti/Au、Ti/Al/Ni/Au、V/Al/Pt/Au等叠层结构。在一些实施例中，n型电极30可以直接形成于外延结构的台面上。

p型电极32可以由透明导电材料制成，也可以是由金属材料制成，其可根据p型层26（如p型GaN表面层）的掺杂情况进行适配性的选择。在一些实施例中，p型电极32是由透明导电材料制成，材料可包含铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)、锌铟氧化物(indiumzinc oxide，IZO)、氧化铟(indium oxide，InO)、氧化锡(tin oxide，SnO)、镉锡氧化物(cadmium tin oxide，CTO)、锡锑氧化物(antimony tin oxide，ATO)、铝锌氧化物(aluminum zinc oxide，AZO)、锌锡氧化物(zinc tin oxide，ZTO)、氧化锌掺杂镓(galliumdoped zinc oxide，GZO)、氧化铟掺杂钨(tungsten doped indium oxide，IWO)或者氧化锌(zinc oxide，ZnO)，但本公开实施例并非以此为限。

结合图1请参阅图4，在本实施例中，半导体叠层至少包括依次层叠的第一半导体层、发光层24和第二半导体层。第二半导体层为p型层26。第一半导体层至少包括非故意掺杂层12、第一n型层16和第二n型层18。第一n型层p型层的掺杂浓度高于第二n型层18的掺杂浓度。

如图4所示，第一半导体层具有铝的浓度曲线，该铝的浓度曲线大致沿着图1中自上向下的结构顺序。图4中用蓝色曲线示意出铝的浓度曲线，图4中从左到右的结构为p型层26、发光层24、第二n型层18、第一n型层16和非故意掺杂层12。铝的浓度曲线至少包括第一峰形n1和第二峰形n2。其中，第一峰形n1位于第一n型层16远离发光层24的一侧，第二峰形n2位于第一n型层16靠近发光层24的一侧。通过使得高掺杂的第一n型层16前后均形成一个含Al的峰形的方式，利用Al原子填充阻非故意掺杂层12和第一n型层16生长过程中所产生的缺陷，将有利于后续各结构层的生长，从而改善晶格质量，减少漏电风险，可以改善ESD性能，进而提升芯片可靠性；同时Al的第二峰形n2还可以起到电子阻挡的效果，既可以改善载流子空间分布密度，有效降低载流子拥挤的现象，同时可以提升发光层24中电子和空穴的复合发光效率，从而提高发光效率，进而提高发光二极管的整体品质。

在一些实施例中，第一峰形n1的最大值大于第二峰形n2的最大值，设置第一峰形n1具有较高的Al浓度，可保证有效阻挡非故意掺杂层12生长过程中形成的缺陷的效果，设置第二峰形n2具有更低的Al浓度，可以避免与发光层24之间出现晶格失配的问题。可选的，第一峰形n1的最大值不小于第二峰形n2的最大值的1.5倍，从而进一步提高发光二极管的整体品质。优选的，第一峰形n1的最大值为第二峰形n2的最大值的1.5~4倍，例如：第一峰形n1的最大值为第二峰形n2的最大值的1.6倍、2倍、2.5倍、3倍、3.5倍等。

在一些实施例中，第一n型层16的掺杂浓度大于1E19atoms/cm³。第二n型层18的掺杂浓度小于1E19atoms/cm³。可选的，在一些优选的实施例中，第一n型层16的掺杂浓度范围为1E19atoms/cm³~1E20atoms/cm³；第二n型层18的掺杂浓度小于5E18atoms/cm³。借此设置，将有利于电流扩散，减小操作电压。

在一些实施例中，第一峰形n1位于非故意掺杂层12和第一n型层16之间，第二峰形n2位于第一n型层16和发光层24之间，通过将第一峰形n1形成在非故意掺杂层12和高掺杂的第一n型层16之间，可以阻挡非故意掺杂层12生长过程中所产生的缺陷，从而达到缺陷屏蔽的效果；通过将第二峰形n2形成在高掺杂的第一n型层16和发光层24之间，一方面可以进一步阻挡非故意掺杂层12生长过程中形成的缺陷和阻挡高掺杂的第一n型层16生长过程中所产生的新的缺陷，另一方面，还可以起到电子阻挡的效果，有效降低载流子拥挤的现象，同时可以提升发光层24中电子和空穴的复合发光效率，从而提高发光效率。

在一些实施例中，半导体叠层还包括复合层22，复合层22位于第二n型层18及发光层24之间，第二峰形n2位于第一n型层16和复合层22之间。通过复合层22起到过渡层的作用，可以降低与发光层24之间晶格不匹配的可能性。

不过本案亦不限于此，在一些实施例中，第二峰形n2位于第二n型层18和复合22层之间。第二峰形n2可以形成于低掺杂的第二n型层18和复合层22之间，可以进一步降低与发光层24之间晶格不匹配的可能性。

本发明还提供一种发光装置，发光装置包括发光二极管，发光二极管采用上述任一实施例提供的发光二极管，其具体结构与技术效果不再赘述。

综上所述，本发明一实施例提供的一种发光二极管及发光装置，通过在非故意掺杂层12和高掺杂的第一n型层16之间插入高含铝的第一介质层14，从而达到缺陷屏蔽的效果；通过在低掺杂的第二n型层18和发光层24之间插入低含铝的第二介质层20的方式，从而降低凹坑密度 以及利用宽能隙材料特性，起到电子阻挡的效果，可以改善载流子空间分布密度，有效降低载流子拥挤，提高ESD性能，提高发光二极管的品质。

另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (19)

1.一种发光二极管，所述发光二极管包括一半导体叠层，其特征在于：所述半导体叠层至少包括依次层叠的非故意掺杂层、第一介质层、第一n型层、第二n型层、第二介质层、发光层和p型层；

其中，所述第一n型层的掺杂浓度高于所述第二n型层的掺杂浓度，所述第一介质层和所述第二介质层中包括铝组分，所述第一介质层中的铝组分高于所述第二介质层中的铝组分。

2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一介质层和所述第二介质层的材料包括Al_xGa_(1-x)N材料，其中0＜x≤1。

3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一介质层中的铝组分占比为5%~50%。

4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第二介质层掺杂有n型杂质，所述第二介质层的掺杂浓度小于1E19atoms/cm³。

5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一n型层的掺杂浓度大于1E19atoms/cm³。

6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第二n型层的掺杂浓度小于1E19atoms/cm³。

7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述半导体叠层还包括复合层，所述复合层位于所述第二介质层及所述发光层之间。

8.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一介质层的厚度大于所述第二介质层的厚度。

9.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一介质层的厚度范围为20~50nm，所述第二介质层的厚度范围为15~45nm。

10.一种发光二极管，包括一半导体叠层，所述半导体叠层至少包括依次层叠的第一半导体层、发光层和第二半导体层；

其特征在于：所述第一半导体层至少包括非故意掺杂层、第一n型层和第二n型层，所述第一n型层的掺杂浓度高于所述第二n型层的掺杂浓度，所述第一半导体层具有铝的浓度曲线，所述铝的浓度曲线至少包括第一峰形和第二峰形，其中，所述第一峰形位于所述第一n型层远离所述发光层的一侧，所述第二峰形位于所述第一n型层靠近所述发光层的一侧。

11.根据权利要求10所述的发光二极管，其特征在于：所述第一n型层的掺杂浓度大于1E19atoms/cm³。

12.根据权利要求10所述的发光二极管，其特征在于：所述第二n型层的掺杂浓度小于1E19atoms/cm³。

13.根据权利要求10所述的发光二极管，其特征在于：所述第一峰形的最大值大于所述第二峰形的最大值。

14.根据权利要求13所述的发光二极管，其特征在于：所述第一峰形的最大值不小于所述第二峰形的最大值的1.5倍。

15.根据权利要求10所述的发光二极管，其特征在于：所述第一峰形位于所述非故意掺杂层和所述第一n型层之间，所述第二峰形位于所述第一n型层和所述发光层之间。

16.根据权利要求10所述的发光二极管，其特征在于：所述半导体叠层还包括复合层，所述复合层位于所述第二n型层及所述发光层之间，所述第二峰形位于所述第一n型层和所述复合层之间。

17.根据权利要求16所述的发光二极管，其特征在于：所述第二峰形位于所述第二n型层和所述复合层之间。

18.根据权利要求1或10所述的发光二极管，其特征在于：所述发光二极管的边长不大于200μm。

19.一种发光装置，其特征在于：所述发光装置包括发光二极管，所述发光二极管采用如权利要求1~18中任一项所述的发光二极管。