[發(fā)明專利]反極性紫外LED外延結(jié)構(gòu)及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710241337.5
• 申請(qǐng)日: 2017-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN106992233A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳立人;劉恒山;陳偉;張廣庚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 聚燦光電科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/06
• 分類號(hào): H01L33/06;H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 蘇州威世朋知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)32235
• 代理人: 蘇婷婷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體發(fā)光器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種反極性紫外LED外延結(jié)構(gòu)及其制備方法。

背景技術(shù)

深紫外鋁氮化鎵基發(fā)光二極管（Light-EmittingDiode，LED）作為一種高效、環(huán)保和綠色新型固態(tài)照明光源，具有體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、可靠性高及使用功耗低等優(yōu)點(diǎn)，使其得以廣泛應(yīng)用。特別地，隨著LED行業(yè)的迅猛發(fā)展，LED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用所占比例越來(lái)越高。

現(xiàn)有的LED外延結(jié)構(gòu)從下向上依次包括：襯底、AlN外延緩沖層、高溫AlN層、Al組分漸降P型AlGaN層、AlGaN/AlInGaN多量子阱超晶格發(fā)光層、N型AlGaN/GaN電流擴(kuò)展層、N型接觸層。由于現(xiàn)有的LED外延生長(zhǎng)于藍(lán)寶石襯底，因缺陷密度高以及雜質(zhì)激能量高導(dǎo)致?lián)诫s困難，特別是P形參雜更加不易，導(dǎo)致載流子注入效率低，使得光效偏低，同時(shí)因?yàn)榱孔泳窒奘匪诵?yīng)，導(dǎo)致量子阱符合效率下降，兩種因素疊加使得紫外LED的量子效率進(jìn)一步降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種反極性紫外LED外延結(jié)構(gòu)及其制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一實(shí)施方式提供一種反極性紫外LED外延結(jié)構(gòu)，所述反極性紫外LED外延結(jié)構(gòu)包括：襯底，AlN外延緩沖層，AlGaN層，P型Al_vGa_(1-v)N：Mg接觸層，P型AlN層，Al組分漸變的P型AlxGa(1-x)N壘層，AlInGaN/AlGaN多量子阱超晶格發(fā)光層，N型AlyGa(1-y)N層，N型AlwGa(1-w)N接觸層。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的另一，本實(shí)施方式提供一種反極性紫外LED外延結(jié)構(gòu)的制備方法，所述方法包括：

S1、提供一襯底；

S2、將所述襯底放置于濺射機(jī)臺(tái)，在溫度環(huán)境為450~700℃下，在所述襯底上生長(zhǎng)AlN薄膜以形成AlN外延緩沖層；

S3、將形成有AlN外延緩沖層的襯底放置于MOCVD內(nèi)；

S4、在溫度環(huán)境為1000~1200℃、生長(zhǎng)壓力為50~200Torr下，在所述AlN外延緩沖層上生長(zhǎng)高溫AlGaN層；

S5、在溫度環(huán)境為1000~1200℃、生長(zhǎng)壓力為50~200Torr下，在所述AlGaN層上生長(zhǎng)高溫P型Al_vGa_(1-v)N：Mg接觸層；

S6、在溫度環(huán)境為1000~1200℃、生長(zhǎng)壓力為50~200Torr下，在所述高溫P型Al_vGa_(1-v)N：Mg接觸層上生長(zhǎng)高溫P型AlN層；

S7、在溫度環(huán)境為1000~1200℃、生長(zhǎng)壓力為50~200Torr下，在所述高溫P型AlN層上生長(zhǎng)Al組分漸變的P型AlxGa(1-x)N壘層；

S8、在溫度環(huán)境為950~1100℃、生長(zhǎng)壓力為50~300Torr下，在所述Al組分漸變的P型AlxGa(1-x)N壘層上依次生長(zhǎng)AlInGaN量子阱層和AlGaN量子壘層；

S9、重復(fù)步驟S8執(zhí)行5~25個(gè)周期，形成低溫AlInGaN/AlGaN多量子阱超晶格發(fā)光層；

S10、在溫度環(huán)境為950~1200℃、生長(zhǎng)壓力為100~400Torr下，在所述低溫AlInGaN/AlGaN多量子阱超晶格發(fā)光層上生長(zhǎng)高溫N型AlyGa(1-y)N層；

S11、在溫度環(huán)境為950~1200℃、生長(zhǎng)壓力為100~400Torr下，在所述高溫N型AlyGa(1-y)N層上生長(zhǎng)高溫N型AlwGa(1-w)N接觸層。

作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述AlN緩沖層的制備厚度為10~100nm。

作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述高溫AlGaN層的制備厚度為0.5~2um。

作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述高溫P型Al_vGa_(1-v)N：Mg接觸層的制備厚度為0.02~0.1um，Al組分v不低于0.5，摻雜濃度為1*1019/cm3~1*1020/cm3。

作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述高溫P型AlN層的制備厚度為0.02~0.1um，摻雜濃度為1*1019/cm3~1*1020/cm3。

作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述Al組分漸變的P型AlxGa(1-x)N壘層的制備厚度為0.3~1umum，其中，Al組分是沿著生長(zhǎng)方向由高到低漸變，Al組分x初始值為1~0.95，漸變至最終值0.1~0.45，摻雜濃度為0/cm3~1*1020/cm3。