[發明專利]具有氮化鎵量子點的紫外LED的外延結構及其生長方法

有效

• 申請號: 201710351107.4
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN106972086B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 黃小輝;王小文;康建;梁旭東
• 申請（專利權）人: 圓融光電科技股份有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/00;H01L33/32
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 陶敏;黃健

本發明提供一種具有氮化鎵量子點的紫外LED的外延結構及其生長方法，生長方法包括如下步驟：1)在襯底上，從下至上依次生長緩沖層、非摻雜層、N型摻雜層；2)在所述N型摻雜層上生長Q個量子阱結構，所述每個量子阱結構包含量子阱層和量子壘層Al_yGa_1?yN，并且所述量子阱層包含M個Al_xGa_1?xN?GaN量子點，其中，1≤Q≤50，1≤M≤10，0＜x＜1，0＜y＜1，x＜y，且Q、M均為正整數；3)在所述Q個量子阱結構上，從下至上依次生長電子阻擋層、P型摻雜Al_vGa_1?vN層和P型摻雜GaN層，其中，0＜v＜1，v＞y。本發明能夠極大地提高電子空穴復合幾率，提高紫外LED的發光效率。

技術領域

本發明涉及一種紫外LED的外延結構，尤其涉及一種具有氮化鎵量子點的紫外LED的外延結構及其生長方法，屬于發光二極管(Light-Emitting Diode，簡稱LED)技術領域。

背景技術

隨著我國科技水平的進步，制造業的持續發展，生活水平也得到不斷地改善，物質生活和精神生活都有大幅的提升。然而近年來霧霾、水污染等的加重給日益改善的生活水平增添了瑕疵，空氣和水等攜帶的細菌正在侵蝕我們的健康。為了保護自身的健康，各種消毒殺菌裝置孕育而生，如空氣凈化器，水處理器。而這些殺菌裝置的最主要殺菌功能部件為紫外燈，目前比較熱門的是采用深紫外LED燈。

紫外LED殺菌的原理是利用LED產生的適當波長紫外線對細菌的脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的分子鍵進行破壞，破壞原有細菌菌落并阻止細菌的復制繁殖，達到殺死細菌的目的。紫外殺菌技術利用高強度深紫外線照射，能夠將各種細菌、病毒、寄生蟲、水藻以及其他病原體直接殺死，目前被廣泛應用于民生、醫療以及生產制造行業。

因深紫外LED的殺菌功能，現在對深紫外LED的研究也趨于熱門。目前深紫外LED主要采用AlGaN作為主要生長材料，利用CVD外延生長方法生長出所需要的發光結構。圖1為現有技術中的紫外AlGaN LED外延結構，如圖1所示，該結構包含緩沖層101，非摻雜Al_tGa_1-tN層102，N型摻雜Al_uGa_1-uN層103，Al_xGa_1-xNAl量子阱層104、Al_yGa_1-yNAl量子壘層105，Al_zGa_1-zN電子阻擋層106，P型摻雜Al_vGa_1-vN層107以及P型摻雜GaN層108。

雖然，目前紫外深紫外鋁鎵氮AlGaN LED應用廣泛。但是，AlGaN LED還存在應用上的一些難題。1、發光效率低，目前15milx15mil的芯片在20mA驅動電流下發光亮度約2mW，發光效率低導致殺菌效率也偏低；2、AlGaN量子阱中因無法形成AlGaN量子點，導致電子空穴復合幾率非常低。

發明內容

基于以上原因，本發明提供了一種具有氮化鎵量子點的紫外LED的外延結構及其生長方法，該外延結構具有提供量子點的量子阱結構，從而提高了電子空穴復合幾率，解決了AlGaN量子阱中因無量子點導致的復合幾率非常低的問題。

本發明提供一種具有氮化鎵量子點的紫外LED的外延結構的生長方法，包括如下步驟：

1)在襯底上，從下至上依次生長緩沖層、非摻雜層、N型摻雜層；

2)在所述N型摻雜層上生長Q個量子阱結構，所述每個量子阱結構包含量子阱層和量子壘層Al_yGa_1-yN，并且所述量子阱層包含M個Al_xGa_1-xN-GaN量子點，其中，1≤Q≤50，1≤M≤10，0＜x＜1，0＜y＜1，x＜y，且Q、M均為正整數；