[發(fā)明專利]一種AlGaN基紫外LED外延片及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810420100.8
• 申請日: 2018-05-04
• 公開（公告）號: CN108682722B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李述體;李光;王林媛
• 申請（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號: H01L33/14
• 分類號: H01L33/14;H01L33/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王戈

1.一種AlGaN基紫外LED外延片，其特征在于，所述AlGaN基紫外LED外延片由底向上依次包括：襯底、緩沖層、N型鋁鎵氮層、多量子阱層、電子阻擋層、P型鋁鎵氮層和P型氮化鎵層；

所述電子阻擋層由底向上依次包括第一層、第二層和第三層；所述第一層和所述第三層均為Al_xGa_1-xN層，其中第一鋁組分含量x是固定的；所述第二層為Al_yGa_1-yN層，其中第二鋁組分含量y是逐漸變化的，y的初始值為x，且y由x逐漸降低；所述第一層的厚度均小于所述第二層的厚度和所述第三層的厚度；所述第二鋁組分含量y由x逐漸降低到0.05；所述第一鋁組分含量x的取值范圍為0.2x0.8；所述第一層的厚度為2-5nm；所述第二層的厚度為10-20nm；所述第三層的厚度為10-20nm；所述多量子阱層包括量子壘層和量子阱層；所述量子壘層為Al_aGa_1-aN，其中第三鋁組分含量a的取值范圍為0ax；所述量子阱層為Al_bGa_1-bN，其中第四鋁組分含量b的取值范圍為0≤ba。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種AlGaN基紫外LED外延片，其特征在于，所述電子阻擋層的厚度為15-45nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種AlGaN基紫外LED外延片，其特征在于，所述電子阻擋層中摻雜有鎂元素。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種AlGaN基紫外LED外延片，其特征在于，所述電子阻擋層中鎂元素的摻雜濃度為1×10¹⁷-5×10¹⁷cm^-3。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種AlGaN基紫外LED外延片，其特征在于，所述緩沖層中不摻雜氮化鋁。

6.一種如權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的AlGaN基紫外LED外延片的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

將藍(lán)寶石襯底放置在金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積外延反應(yīng)室中，設(shè)置氫氣環(huán)境且溫度為1280℃，烘焙處理所述襯底5分鐘；

設(shè)置氫氣環(huán)境且溫度為550℃，在所述襯底上生長一層緩沖層；

設(shè)置氫氣環(huán)境且溫度為1000℃-1200℃，在所述緩沖層上生長N型鋁鎵氮層，所述N型鋁鎵氮層中電子摻雜濃度為5×10¹⁸cm^-3；

設(shè)置氮?dú)猸h(huán)境且溫度為1000℃，在所述N型鋁鎵氮層上生長6周期的所述多量子阱層，其中量子壘層為9nm，量子阱層為3nm；

設(shè)置氮?dú)猸h(huán)境且溫度為1000℃-1200℃，在所述多量子阱層上生長第一層；所述第一層為Al_xGa_1-xN層，第一鋁組分含量x的取值范圍為0.2x0.8，所述第一層的厚度為2-5nm；

設(shè)置氮?dú)猸h(huán)境且溫度為1000℃-1200℃，在所述第一層上生長第二層，所述第二層為Al_yGa_1-yN層，其中第二鋁組分含量y是逐漸變化的，y的初始值為x，且y由x逐漸降低到0.05，所述第二層的厚度為10-20nm；

設(shè)置氮?dú)猸h(huán)境且溫度為1000℃-1200℃，在所述第二層上生長第三層，所述第三層為Al_xGa_1-xN層，所述第三層的厚度為10-20nm；

設(shè)置氮?dú)猸h(huán)境且溫度為1000℃-1200℃，在所述第三層上生長P型鋁鎵氮層，所述P型鋁鎵氮層的厚度為100nm，所述P型鋁鎵氮層中空穴濃度為1.0×10¹⁷-2.0×10¹⁷cm^-3；

設(shè)置氫氣環(huán)境且溫度為900℃-1000℃，在所述P型鋁鎵氮層上生長P型氮化鎵層，所述P型氮化鎵層的厚度為10nm，所述P型氮化鎵層中空穴濃度為1.0×10¹⁸-2.0×10¹⁸cm^-3。