[發明專利]一種紫外LED外延結構

有效

• 申請號: 201710600473.9
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107275450B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 何苗;黃波;王成民;周海亮;王潤
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/12;H01L33/14;H01L33/32
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及半導體光電子技術領域，尤其涉及一種紫外LED(Light-Emitting Diode，發光二極管)外延結構。

背景技術

紫外(UV)LED是LED的一種，與目前市面上使用的汞燈和氙燈等傳統氣體紫外光源相比，紫外LED具備超長壽命、冷光源、無熱輻射、壽命不受開閉次數影響、能量高、照射均勻效率高，不含有毒物質等強大優勢，使其最有希望取代現有的紫外高壓水銀燈，成為下一代的紫外光光源。

紫外LED在醫療、殺菌、印刷、照明、數據存儲以及保密通信等方面都有重大應用價值。365nm作為紫外UV-A(320nm～400nm)波段最典型的波長，在紫外應用上有廣泛的基礎。而通過大功率365nm紫外LED芯片的制備與產業化實現，將會對紫外產品應用提供示范作用。為更深波段的紫外開拓市場空間，帶動LED產業發展。

但目前紫外LED正處于技術發展期，還存在一些難以突破的問題，如AlGaN基紫外LED的內量子效率和發射功率相對較低。

因此，如何提高AlGaN基紫外LED的內量子效率和發射功率成為亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種紫外LED外延結構，以解決現有技術中紫外LED的內量子效率和發射功率較低的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種紫外LED外延結構，包括：

襯底；

依次生長在所述襯底上的未摻雜緩沖層、N型AlGaN層、多量子阱結構、超晶格結構、電子阻擋層、P型AlGaN層和P型GaN層；

其中，所述超晶格結構包括至少一層第一AlGaN層和至少一層第二AlGaN層，所述第一AlGaN層和所述第二交替疊加。

優選地，所述多量子阱結構包括交替生長的6個周期的Al_0.36Ga_0.64N/Al_0.5Ga_0.5N。

優選地，所述第一AlGaN層為Al_xGa_1-xN層，所述第二AlGaN層為Al_0.36Ga_0.64N層，且所述第一AlGaN層生長在所述多量子阱中的Al_0.5Ga_0.5N層表面。

優選地，所述x的取值范圍為0.51≤x≤0.57。

優選地，所述超晶格結構包括7個周期的Al_xGa_1-xN/Al_0.36Ga_0.64N，每層Al_xGa_1-xN層和每層Al_0.36Ga_0.64N層的厚度均為1nm，摻雜濃度為5×10¹⁷cm^-3，生長溫度為1020℃。

優選地，所述襯底為C面的藍寶石襯底。

優選地，所述未摻雜緩沖層為Al_0.5Ga_0.5N緩沖層，厚度為1.5μm，生長溫度為530℃，且所述Al_0.5Ga_0.5N緩沖層在1050℃恒溫6分鐘重結晶。

優選地，所述N型AlGaN層為N型Al_0.5Ga_0.5N層，厚度為3.0μm，摻雜濃度為5×10¹⁸cm^-3，生長溫度為1050℃。

優選地，所述多量子阱中的生長溫度為1020℃，其中，每層Al_0.36Ga_0.64N厚度為8nm，每層Al_0.5Ga_0.5N層厚度為3nm。

優選地，所述電子阻擋層為10nm厚的P型Al_0.65Ga_0.35N層，摻雜濃度為2×10¹⁷cm^-3，生長溫度為990℃。

優選地，所述P型AlGaN層為10nm厚的P型Al_0.5Ga_0.5N層，摻雜濃度為5×10¹⁷cm^-3，生長溫度為990℃。