CN113871520B - 一种半导体发光元件及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种半导体发光元件及制作方法，所述半导体发光元件包括：半导体外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，包含第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层；所述第一导电类型半导体层包含第一电流扩展层，所述第一电流扩展层包含自第一表面至第二表面的第一部分和第二部分组成，所述第一部分的平均带隙大于第二部分的平均带隙，第二部分由带隙不同的第一子层和第二子层交替堆叠形成。所述电流扩展层可改善电流扩展的均匀性，提升发光二极管的发光效率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种半导体发光元件及制作方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，简称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。近年来，LED已在日常生活中得到广泛应用，例如照明、信号显示、背光源、车灯和大屏幕显示等领域，同时这些应用也对LED的亮度、发光效率提出了更高的要求。
红光LED芯片一般由AlGaInP(铝镓铟磷)四元材料制备而成，红光LED的外延技术主要是GaAs衬底上外延生长AlGaInP材料。由于AlGaInP与GaAs之间的晶格匹配度较好，因此外延生长过程中产生的位错较少，AlGaInP材料内部的量子效率超过95％。目前n型电流扩展层采用AlGaInP材料，Al组份的高低会引成发光二极管的性能差异。高Al组份造成能带偏高，电压高，电流扩展性能差，从而引起亮度偏低；低Al组份造成本征波长偏长产生吸光，从而引起亮度偏低，因此生长研发新的外延结构是目前提高发光二极管的发光效率的一个关键点。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提出一种半导体发光元件及制作方法，以改善电流横向扩展较差的问题，提升半导体发光元件的发光效率。
为了实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种半导体发光元件，所述半导体发光元件包括：半导体外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，包含第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层；其特征在于：所述第一导电类型半导体层包含第一电流扩展层，所述第一电流扩展层包含自第一表面至第二表面的第一部分和第二部分，所述第一部分的平均带隙大于第二部分的平均带隙，第二部分由带隙不同的第一子层和第二子层交替堆叠形成。
优选地，所述第一电流扩展层的第一部分由组合式(AlX1Ga1-X1)Y1In1-Y1P的化合物半导体材料组成，所述第一电流扩展层的第二部分的第一子层和第二子层分别由组合式(AlX2Ga1-X2)Y2In1-Y2P和(AlX3Ga1-X3)Y3In1-Y3P的化合物半导体材料组成，其中所述0≤X3＜X2＜X1≤1。
优选地，0.3≤X1-X2≤0.4。
优选地，0.1≤X2-X3≤0.3。
优选地，所述(AlX1Ga1-X1)Y1In1-Y1P中的X1的范围为0.6≤X1≤1。
优选地，所述半导体发光元件包含第一电极，所述第一电流扩展层包含被第一电极覆盖的一部分，所述被第一电极覆盖的第一电流扩展层的第一部分的厚度为1.5μm～2.5μm。
优选地，所述第一电流扩展层包含未被第一电极覆盖的部分，所述未被第一电极覆盖的第一电流扩展层的第一部分的厚度为0.5μm～1.5μm。
优选地，所述未被第一电极覆盖的第一电流扩展层的第一部分的表面被暴露并且被图形化或者粗化，以提供出光表面。
优选地，所述未被第一电极覆盖的第一电流扩展层的第一部分的表面被暴露并且被图形化或者粗化形成的平整度为1μm以内。
优选地，所述第一电流扩展层的第一部分的掺杂浓度为6E17～3.5E18/cm3。
优选地，所述(AlX2Ga1-X2)YIn1-Y2P的X2的范围为0.5≤X1≤0.3；所述(AlX3Ga1-X3)Y3In1-Y3P的X3的范围为0.3≤X1≤0.1。
优选地，所述第一电流扩展层的第二部分的第一子层的厚度范围为15～35nm。
优选地，所述第一电流扩展层的第二部分的第二子层的厚度范围为10～20nm。
优选地，所述第一电流扩展层的第二部分的第一子层的掺杂浓度为7E17～3E18/cm3。
优选地，所述第一电流扩展层的第二部分的第二子层的掺杂浓度为6E17～2.5E18/cm3。
优选地，所述第一电流扩展层的第二部分的第一子层和第二子层堆叠的周期数为15～30对。
优选地，所述第一导电类型半导体层包含第一覆盖层，所述第一覆盖层的厚度为0.2～1.2μm。
优选地，所述第一覆盖层的掺杂浓度为6E17～4E18/cm3。
优选地，所述第二导电类型半导体层包含第二电流扩展层，所述第二电流扩展层的厚度为0.2～1.5μm。
优选地，所述第二电流扩展层的掺杂浓度为9E17～1.5E18/cm3。
优选地，所述半导体外延叠层辐射红光。
本发明还提出一种半导体发光元件的制造方法，其特征在于：
形成半导体外延叠层，所述半导体外延叠层包含第一表面和第二表面，所述半导体外延叠层包含第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层；
其特征在于：所述第一导电类型半导体层包含电流扩展层，所述电流扩展层包含自第一表面至第二表面方向的第一部分和第二部分，所述第一部分的平均带隙大于第二部分的平均带隙，第二部分由带隙不同的第一子层和第二子层交替堆叠形成。
本发明还提出一种发光装置，包括前述的半导体发光元件。
本发明具有以下的有益效果：
1.电流扩展层采用较低的Al组分材料可降低能带，降低半导体发光元件的电压，提升半导体发光元件的发光效率；
2.电流扩展层的第二部分采用不同Al组分和掺杂浓度的子层交替堆叠形成，可有效改善发光二极管的横向电流扩展能力，改善出光角度，提升亮度；
3.通过电流扩展层的结构设计，可改善电流扩展层的材料质量，阻断位错的产生，提升半导体发光元件内在的晶体质量，从而减少吸光和漏电。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
虽然在下文中将结合一些示例性实施及使用方法来描述本发明，但本领域技术人员应当理解，并不旨在将本发明限制于这些实施例。反之，旨在覆盖包含在所附的权利要求书所定义的本发明的精神与范围内的所有替代品、修正及等效物。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。
图1为实施例1中所提及的外延结构的示意图。
图2为实施例1中所提及的外延结构中的第一电流扩展层的局部放大的示意图。
图3为实施例1中所提及的半导体发光元件的剖面示意图。
图4～图6为实施例2中所提交的半导体发光元件的制作方法的示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
实施例1
目前红光LED中第一类型电流扩展层通常采用AlGaInP材料，AlGaInP材料中Al组份的高低会造成发光二极管的性能差异。AlGaInP材料的高Al组份造成能带偏高，电压高，电流扩展性能差，从而引起亮度偏低；低Al组份造成本征波长偏长产生吸光，从而引起亮度偏低，因此，本实施例中提出第一类型电流扩展层由两部分组成，第一部分的平均带隙大于第二部分的平均带隙，第二部分由带隙不同的第一子层和第二子层交替堆叠形成，这种结构设计可保证第一电流扩展层由较低Al组分的材料组成，可降低第一电流扩展层的能带，降低半导体发光元件的工作电压；同时第一电流扩展层的第二部分采用不同Al组分和掺杂浓度的子层交替堆叠形成，可有效改善半导体发光元件的电流扩展能力，改善出光角度，提升亮度；这种结构设计可改善第一电流扩展层的材料质量，阻断位错的产生，提升内在的晶体质量，从而减少吸光和漏电。
图1为较佳实施例的LED外延结构的示意图，所述LED外延结构包括：生长衬底100；半导体外延叠层，具有相对的第一表面S1和第二表面S2，包含层叠于所述衬底100之上的第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层；所述第一导电类型半导体层包含第一类型欧姆接触层103，第一电流扩展层104，第一类型覆盖层105；第二类型半导体层包含第二类型覆盖层107和第二电流扩展层108和第二类型欧姆接触层109。
具体地，参照图1，生长衬底100的材料包括但不限于GaAs，也可采用其他材料，例如GaP、InP等。在本实施例中以GaAs生长衬底100为例。可选地，在生长衬底100与第一电流扩展层104之间还依次设置有缓冲层101、蚀刻截止层102；其中，由于缓冲层101的晶格质量相对衬底100晶格质量好，因而，在衬底100上生长缓冲层101有利于消除衬底100晶格缺陷对半导体外延叠层的影响；蚀刻截止层102用于后期步骤化学蚀刻的截止层，第一欧姆接触层103用于形成良好的欧姆接触。在本实施例中，蚀刻截止层102为N型刻蚀截止层300，材料为N-GaInP，为了便于后续生长衬底201的后续移除，较佳的设置较薄的蚀刻截止层203，其厚度控制在500nm以内，更优选的为200nm以内。第一欧姆接触层400为N型欧姆接触层，材料为N-GaAs。上述各个层均掺杂有一定浓度的硅。
参照图1和图2，第一电流扩展层104设置于第一欧姆接触层103的表面。所述第一电流扩展层104包括自第一表面S1至第二表面S2的第一部分104a和第二部分104b；所述第一电流扩展层的第一部分104a的平均带隙大于第二部分104b的平均带隙，即所述第一电流扩展层的第一部分104a的平均Al含量高于第二部分104b的平均Al含量。所述第一电流扩展层的第二部分104b由带隙不同的第一子层104b1和第二子层104b2交替堆叠形成。
可选地，所述第一电流扩展层的第一部分由组合式(AlX1Ga1-X1)Y1In1-Y1P的化合物半导体材料组成，所述第一电流扩展层的第二部分的第一子层和第二子层分别由组合式(AlX2Ga1-X2)Y2In1-Y2P和(AlX3Ga1-X3)Y3In1-Y3P的化合物半导体材料组成，其中所述0≤X3＜X2＜X1≤1。优选地，X1-X2的取值范围为0.3～0.4；X2-X3的取值范围为0.1～0.3。
在一些可选的实施例中，所述第一电流扩展层的第一部分104a的(AlX1Ga1-X1)Y1In1-Y1P中的X1的范围为0.6≤X1≤1，所述第一电流扩展层的第一部分104a采用较高Al组分的设置可减少(AlX1Ga1-X1)Y1In1-Y1P的吸光，同时有便于后续芯片制程中的粗化，提升发光二极管的发光亮度。优选地，所述第一电流扩展层的第一部分104a的厚度为1.5μm～2.5μm；掺杂浓度为6E17～3.5E18/cm3。
在一些可选的实施例中，优选所述第一电流扩展层的第二部分104b的第一子层104b1中(AlX2Ga1-X2)YIn1-Y2P的X2的范围为0.5≤X2≤0.3；第二子层104b2中所述(AlX3Ga1-X3)Y3In1-Y3P的X3的范围为0.3≤X3≤0.1。所述第一电流扩展层的第二部分104b的第一子层104b1的厚度范围为15～35nm，掺杂浓度为6E17～3E18/cm3；所述第一电流扩展层的第二部分的第二子层104b2的厚度范围为10～20nm，掺杂浓度为6E17～2.5E18/cm3。所述第一电流扩展层的第二部分104b由Al组分含量和掺杂浓度不同的两个子层交替堆叠形成，可提升电流的横向扩展能力，提升电流扩展的均匀性。优选地，所述第一电流扩展层的第二部分的第一子层和第二子层堆叠的周期数为15～30对。
本实施例中第一电流扩展层由Al组分含量不同的第一部分和第二部分组成，第二部分由组分不同的两个子层交替堆叠形成，可改变位错的延伸趋势，阻断位错的产生，提升外延结构内在的晶体质量，从而减少吸光和漏电。
本实施例中第一电流扩展层的结构设计，有利于电流均匀扩展至各个层中，有助于提升半导体发光元件的发光效率。
所述第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层分别包括为有源层106提供电子或空穴的第一覆盖层105和第二覆盖层107，如铝镓铟磷或铝铟磷或铝镓砷。更优选的，所述有源层106材料为铝镓铟磷的情况下，铝铟磷作为第一覆盖层105和第二覆盖层107提供空穴和电子。
在一些可选的实施例中，优选所述第一覆盖层105的厚度为0.2～1.2μm；更优选的是，所述第一覆盖层105的厚度为0.3～0.5μm，通过调整第一覆盖层105的厚度，可以降低材料的内阻，从而降低半导体发光元件的电压，提升半导体发光元件的亮度；第一覆盖层105的掺杂浓度为6E17～4E18/cm3。优选所述第二覆盖层107的厚度为0.2～1.2微米；更优选的是，所述第二覆盖层107的厚度为0.4～0.6μm，通过调整第二覆盖层107的厚度，可以降低材料的内阻，从而降低半导体发光元件的电压，提升半导体发光元件的亮度；第二覆盖层107的掺杂浓度为8E17～2E18/cm3。
有源层106为电子和空穴复合提供光辐射的区域，根据发光波长的不同可选择不同的材料，有源层106可以是单量子阱或多量子阱的周期性结构。有源层106包含阱层和垒层，其中垒层具有比阱层更大的带隙。通过调整有源层106中半导体材料的组成比，以期望辐射出不同波长的光。本实施例中，优选有源层106辐射550～950nm波段的光，如红、黄、橙、红外光。有源层106为提供电致发光辐射的材料层，如铝镓铟磷或铝镓砷，更优选的为铝镓铟磷，铝镓铟磷为单量子阱或者多量子阱。本实施例中，优选所述半导体外延叠层辐射红光。
半导体外延叠层可以通过物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)、外延生长(Epitaxy Growth Technology)和原子束沉积(Atomic Layer Deposition，ALD)等方式形成在生长衬底上。
为了提升第二导电类型半导体层的电流扩展性，所述第二导电类型半导体层包含第二电流扩展层108，优选所述第二电流扩展层108的材料为GaP，厚度为0.2～1.5μm。在本实施例中，优选所述第二电流扩展层108的厚度为0.2～0.4μm，减薄所述第二电流扩展层的厚度，可减少第二电流扩展层的吸光，从而提升半导体发光元件的亮度；优选所述第二电流扩展层的掺杂浓度为9E17～1.5E18/cm3。
所述第二导电类型半导体层还包含第二欧姆接触层109，优选所述第二欧姆接触层109的材料为GaP，所述第二欧姆接触层109的厚度为0.1～0.2μm，掺杂浓度优选为1E19/cm3以上，更优选的为5E19/cm3，以实现良好的欧姆接触。
图3显示了一种半导体发光元件的示意图，所述半导体发光元件采用图1所示的外延结构，所述半导体发光元件包含一基板200，所述半导体外延叠层通过键合层300键合至基板200上，所述半导体外延叠层包括在所述基板200上依次层叠的第二欧姆接触层109，第二电流扩展层108，第二覆盖层107，有源层106，第一覆盖105，第一电流扩展层104和第一欧姆接触层103。所述第二欧姆接触层109，第二电流扩展层108，第二覆盖层107构成第二导电类型半导体层，所述第一覆盖105，第一电流扩展层104和第一欧姆接触层103构成第一导电类型半导体层。
所述基板200为导电性基板，导电性基板可以为硅、碳化硅或者金属基板，所述金属基板优选为铜、钨或者钼基板。为了能够以充分的机械强度支撑半导体外延叠层，基板200的厚度优选为50μm以上。另外，为了便于在向半导体外延叠层键合后对基板200的机械加工，优选基板200的厚度不超过300μm。本实施例中，优选基板200为硅基板。
所述第一电流扩展层104包括远离基板方向的第二部分104b和第一部分104a，所述第二部分104b由第一子层104b1和第二子层104b2依次层叠形成，所述第一部分104a的带隙大于第二部分104b的带隙，所述第一子层104b1和104b2的带隙不同。
第一欧姆接触层103上设置有第一电极500，第一电极500与欧姆接触层103之间形成欧姆接触，以实现电流流通。欧姆接触层103仅保留第一电极500垂直下方的部分。电流扩展层104在水平方向上包括两个部分，即包括位于第一电极500下方的部分P1，未位于第一电极500下方的部分P2被暴露定义为出光面。电流扩展层105的出光面可以环绕第一电极500形成。出光面进一步通过蚀刻工艺形成图形面或粗化面，其中图形面可以是蚀刻获得规则的图形。粗化面可具有规则的表面结构或者任意的不规则的表面微纳米结构，粗化面或图形面实质上为发光层的光能够更加容易的逃逸出去，提高出光效率。优选地，出光面为粗化面，粗化形成的表面结构的高度差(或者高低差)低于1微米，优选地为100～300A。
电流扩展层104包括仅位于第一电极500下方的部分P1的第二表面，由于被第一电极500保护而不会被粗化。电流扩展层104的粗化面的水平高度由于粗化工艺实质上相对于位于第一电极500下方的第二表面(界面)的水平高度更低。
具体的，如图3所示，于本实施例中，电流扩展层104的第一部分104a包括位于第一电极500下方的部分P1以及不位于第一电极500下方的部分P2，第一电流扩展层的第一部分104a在电极覆盖的部分P1具有第一厚度t1，未被第一电极覆盖的第一电流扩展层的第一部分104a具有第二厚度t2。优选地，第一厚度t1为1.5～2.5微米，第二厚度t2为0.5～1.5μm。P1部分的厚度t1大于P2部分的厚度t2。较佳的，第二厚度t2大于第一厚度t1至少0.3μm。
半导体外延叠层与基板200之间可设置反射层400，反射层400包括但不限于实用如下材料：金属反射层400，或金属反射层400与透明介质层搭配形成的ODR，金属反射层400与透明导电层搭配形成的ODR，或者布拉格反射层400，布拉格反射层400为两种不同折射率的透明介质层重复交叠形成，例如氧化硅与氧化钛。金属反射层400将有源层106发出的光束反射至电流扩展层104的出光面或者半导体外延叠层的侧壁进行出光。
所述半导体发光元件还包含第二电极600。在一些实施例中，所述第二电极600位于所述基板200的背面。或者设置的第二电极600位于基板200上，与半导体外延叠层同侧。
所述第一电极500和第二电极600包括透明导电材料和或金属材料。透明导电材料包括透明导电层，如ITO或IZO，金属材料包括GeAuNi、AuGe、AuZn、Au、Al、Pt、Ti中至少一种。
本实施例中所述第一电流扩展层包括第一部分和第二部分，所述第一部分的带隙大于第二部分的带隙，所述第二部分由带隙不同的第一子层和第二子层交替堆叠形成，可提升半导体外延叠层结构的横向电流扩展能力，降低半导体发光元件的工作电压，提升发光二极管的发光效率。
实施例2
本实施例提供一种半导体发光元件的制备方法，具体包括以下步骤：
如图1所示，首先提供一个外延结构，其具体包括：提供一生长衬底100，优选为砷化镓，生长衬底100上通过磊晶工艺如MOCVD外延生长半导体外延叠层，半导体外延叠层在生长衬底100上包括如下的堆叠顺序的多层：缓冲层101，蚀刻截止层102，第一欧姆接触层103、第一电流扩展层104、第一覆盖层105、有源层106和第二覆盖层107，第二电流扩展层108和第二欧姆接触层109。
接着，将半导体外延叠层转移至基板200上，去除生长衬底100，获得如图4所示的结构，具体的包含如下步骤：在第二欧姆接触层一侧制作反射层400；反射层400一侧设置键合层300，并通过键合工艺键合一基板200；移除生长衬底100，生长衬底100为砷化镓的情况下，可采用湿法蚀刻工艺移除生长衬底100，缓冲层101和蚀刻截止层102，直至露出欧姆接触层103。
接着，如图5所示，在欧姆接触层103上形成第一电极500，第一电极500与欧姆接触层103形成良好的欧姆接触。其中，电流扩展层105包括被第一电极500覆盖的部分P1和未被第一电极500覆盖的部分P2。
然后，形成掩膜覆盖在第一电极500上，第一电极500周围的欧姆接触层103被暴露；进行蚀刻工艺，蚀刻去除第一电极109周围的欧姆接触层103，使非位于第一电极500下方的欧姆接触层103被完全移除，同时暴露电流扩展层104的部分P2，接着蚀刻电流扩展层104的部分P2，以形成图形化或粗化面，形成如图6所示的结构。欧姆接触层103的去除工艺以及电流扩展层104进行粗化处理可以是同一步骤或者多个步骤的湿法蚀刻工艺，湿法蚀刻的溶液可以是酸性溶液，如盐酸、硫酸或者氢氟酸或者柠檬酸，或者其它任何较佳的化学试剂。
然后，如图3所示，在导电性基板200的背面侧形成第二电极600，借此在第一电极500和第二电极600以及半导体外延叠层之间可以通过传导电流。基板200具有一定的厚度，能够支撑其上的所有层。
最后，根据尺寸需要通过蚀刻、劈裂等工艺获得单元化的半导体发光元件(图中未示出)。
综上，本发明公开一种半导体发光元件及制作方法，所述半导体发光元件包括：半导体外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，包含第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层；所述第一导电类型半导体层包含第一电流扩展层，所述第一电流扩展层包含自第一表面至第二表面的第一部分和第二部分组成，所述第一部分的平均带隙大于第二部分的平均带隙，第二部分由带隙不同的第一子层和第二子层交替堆叠形成。电流扩展层采用较低的Al组分材料可降低能带，降低半导体发光元件的电压，提升半导体发光元件的发光效率；电流扩展层的第二部分采用不同Al组分和掺杂浓度的子层交替堆叠形成，可有效改善发光二极管的横向电流扩展能力，改善出光角度，提升亮度；通过电流扩展层的结构设计，可改善电流扩展层的材料质量，阻断位错的产生，提升半导体发光元件内在的晶体质量，从而减少吸光和漏电。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (24)
1.半导体发光元件，包括：
半导体外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，包含第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层；
其特征在于：所述第一导电类型半导体层包含第一电流扩展层，所述第一电流扩展层包含自第一表面至第二表面的第一部分和第二部分，所述第一部分的平均带隙大于第二部分的平均带隙，第二部分由带隙不同的第一子层和第二子层交替堆叠形成；所述第一电流扩展层的第一部分由组合式(AlX1Ga1-X1)Y1In1-Y1P的化合物半导体材料组成，其中0＜X1≤1；所述第一电流扩展层的第二部分的第一子层和第二子层分别由组合式(AlX2Ga1-X2)Y2In1-Y2P和(AlX3Ga1-X3)Y3In1-Y3P的化合物半导体材料组成，其中所述0≤X3＜X2＜X1≤1。
2.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于：0.3≤X1-X2≤0.4。
3.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于：0.1≤X2-X3≤0.3。
4.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于：所述(AlX1Ga1-X1)Y1In1-Y1P中的X1的范围为0.6≤X1≤1。
5.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于：所述半导体发光元件包含第一电极，所述第一电流扩展层包含被第一电极覆盖的一部分，所述被第一电极覆盖的第一电流扩展层的第一部分的厚度为1.5μm～2.5μm。
6.根据权利要求5所述的半导体发光元件，其特征在于：所述第一电流扩展层包含未被第一电极覆盖的部分，所述未被第一电极覆盖的第一电流扩展层的第一部分的厚度为0.5μm～1.5μm。
7.根据权利要求6所述的半导体发光元件，其特征在于：所述未被第一电极覆盖的第一电流扩展层的第一部分的表面被暴露并且被图形化或者粗化，以提供出光表面。
8.根据权利要求7所述的半导体发光元件，其特征在于：所述未被第一电极覆盖的第一电流扩展层的第一部分的表面被暴露并且被图形化或者粗化形成的平整度为1μm以内。
9.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于：所述第一电流扩展层的第一部分的掺杂浓度为6E17～3.5E18/cm3。
10.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于：所述(AlX2Ga1-X2)Y2In1-Y2P的X2的范围为0.5≤X2≤0.3；所述(AlX3Ga1-X3)Y3In1-Y3P的X3的范围为0.3≤X3≤0.1。
11.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于：所述第一电流扩展层的第二部分的第一子层的厚度范围为15～35nm。
12.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于：所述第一电流扩展层的第二部分的第二子层的厚度范围为10～20nm。
13.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于：所述第一电流扩展层的第二部分的第一子层的掺杂浓度为6E17～3E18/cm3。
14.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于：所述第一电流扩展层的第二部分的第二子层的掺杂浓度为6E17～2.5E18/cm3。
15.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于：所述第一电流扩展层的第二部分的第一子层和第二子层堆叠的周期数为15～30对。
16.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于：所述第一导电类型半导体层包含第一覆盖层，所述第一覆盖层的厚度为0.2～1.2μm。
17.根据权利要求16所述的半导体发光元件，其特征在于：所述第一覆盖层的掺杂浓度为6E17～4E18/cm3。
18.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于：所述第二导电类型半导体层包含第二覆盖层，所述第二覆盖层的厚度为0.2～1.2μm。
19.根据权利要求18所述的半导体发光元件，其特征在于：所述第二覆盖层的掺杂浓度为8E17～1.5E18/cm3。
20.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于；所述第二导电类型半导体层包含第二电流扩展层，所述第二电流扩展层的厚度为0.2～1.5μm。
21.根据权利要求20所述的半导体发光元件，其特征在于：所述第二电流扩展层的掺杂浓度为9E17～1.5E18/cm3。
22.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于：所述半导体外延叠层辐射红光。
23.一种半导体发光元件的制造方法，其特征在于：
形成半导体外延叠层，所述半导体外延叠层包含相对的第一表面和第二表面，所述半导体外延叠层包含第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层；
其特征在于：所述第一导电类型半导体层包含第一电流扩展层，所述第一电流扩展层包含自第一表面至第二表面的第一部分和第二部分，所述第一部分的平均带隙大于第二部分的平均带隙，第二部分由带隙不同的第一子层和第二子层交替堆叠形成；所述第一电流扩展层的第一部分由组合式(AlX1Ga1-X1)Y1In1-Y1P的化合物半导体材料组成，所述第一电流扩展层的第二部分的第一子层和第二子层分别由组合式(AlX2Ga1-X2)Y2In1-Y2P和(AlX3Ga1-X3)Y3In1-Y3P的化合物半导体材料组成，其中所述0≤X3＜X2＜X1≤1。
24.一种发光装置，包含前述权利要求1至22中所述的任一项的半导体发光元件。
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