[發(fā)明專(zhuān)利]一種紫外發(fā)光二極管及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811277372.3
• 申請(qǐng)日: 2018-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109449267B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何苗;叢海云;黃仕華;熊德平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L33/32
• 分類(lèi)號(hào): H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿(mǎn)

本發(fā)明公開(kāi)了一種紫外發(fā)光二極管，包括藍(lán)寶石襯底與GaN緩沖層，所述紫外發(fā)光二極管包括GaN納米線(xiàn)層與GaN納米線(xiàn)融合層；所述GaN納米線(xiàn)層設(shè)置在所述紫外發(fā)光二極管的藍(lán)寶石襯底表面；所述GaN納米線(xiàn)層包括GaN納米線(xiàn)，所述GaN納米線(xiàn)的兩端分別連接所述GaN納米線(xiàn)融合層和所述藍(lán)寶石襯底，實(shí)現(xiàn)所述GaN納米線(xiàn)融合層與所述藍(lán)寶石襯底間的電連接；所述GaN納米線(xiàn)融合層設(shè)置在所述GaN納米線(xiàn)層與所述紫外發(fā)光二極管的GaN緩沖層之間。本發(fā)明通過(guò)將傳統(tǒng)的GaN層替換成GaN納米線(xiàn)層，減少了GaN材料與襯底的接觸面積，同時(shí)也就減少了接觸面間的缺陷和位錯(cuò)，提升了內(nèi)量子效率，進(jìn)而提高了元件效率。本發(fā)明同時(shí)還提供了一種具有上述有益效果的紫外發(fā)光二極管的制作方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體發(fā)光器件領(lǐng)域，特別是涉及一種紫外發(fā)光二極管及其制作方法。

背景技術(shù)

自上世紀(jì)90年代，研究者將研究重心轉(zhuǎn)向III族氮化物紫外發(fā)光器件，紫外發(fā)光二極管發(fā)展到目前已經(jīng)取得了階段性的成就。紫外發(fā)光二極管應(yīng)用范圍很廣，如空氣和水的凈化、消毒，紫外醫(yī)療，高密度光學(xué)存儲(chǔ)系統(tǒng)，全彩顯示器，以及固態(tài)白光照明等等。其中，GaN是一種寬帶隙化合物材料，具有發(fā)射藍(lán)光、高溫、高頻、高壓、大功率和耐酸、耐堿、耐腐蝕等特點(diǎn)，使得它在藍(lán)光和紫外光電子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域占有重要地位，是制作紫外發(fā)光二極管的理想材料。

現(xiàn)有的GaN基紫外發(fā)光二極管中，缺少能與GaN材料相匹配的襯底，導(dǎo)致晶格失配較大，從而產(chǎn)生較大的缺陷和較多的位錯(cuò)，限制了元件中內(nèi)量子的效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種紫外發(fā)光二極管及其制作方法，以減少GaN材料與襯底上的缺陷及位錯(cuò)，提升內(nèi)量子效率，提升元件的工作效率。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種紫外發(fā)光二極管，包括藍(lán)寶石襯底與GaN緩沖層，所述紫外發(fā)光二極管包括GaN納米線(xiàn)層與GaN納米線(xiàn)融合層；

所述GaN納米線(xiàn)層設(shè)置在所述紫外發(fā)光二極管的藍(lán)寶石襯底表面；

所述GaN納米線(xiàn)層包括GaN納米線(xiàn)，所述GaN納米線(xiàn)的兩端分別連接所述GaN納米線(xiàn)融合層和所述藍(lán)寶石襯底，實(shí)現(xiàn)所述GaN納米線(xiàn)融合層與所述藍(lán)寶石襯底間的電連接；

所述GaN納米線(xiàn)融合層設(shè)置在所述GaN納米線(xiàn)層與所述紫外發(fā)光二極管的GaN緩沖層之間。

可選地，在所述紫外發(fā)光二極管中，所述紫外發(fā)光二極管還包括金屬基底層；

所述金屬基底設(shè)置在所述紫外發(fā)光二極管的藍(lán)寶石襯底與所述GaN納米線(xiàn)層之間。

可選地，在所述紫外發(fā)光二極管中，所述金屬基底層為鎳層。

可選地，在所述紫外發(fā)光二極管中，所述鎳層的厚度范圍為5納米至10 納米，包括端點(diǎn)值。

可選地，在所述紫外發(fā)光二極管中，所述GaN納米線(xiàn)層的厚度范圍為100 納米至150納米，包括端點(diǎn)值。

本發(fā)明還提供了一種紫外發(fā)光二極管的制作方法，包括：

提供藍(lán)寶石襯底，通入含鎵源氮?dú)狻⒙然瘹錃怏w及氨氣，在所述藍(lán)寶石襯底表面生長(zhǎng)出GaN納米線(xiàn)，生成GaN納米線(xiàn)層；

使所述GaN納米線(xiàn)橫向生長(zhǎng)，生成GaN納米線(xiàn)融合層；

依次在所述GaN納米線(xiàn)融合層上設(shè)置GaN緩沖層、本征GaN層、N型 GaN層、AlGaN/GaN多量子阱結(jié)構(gòu)、P型AlGaN層及P型GaN層，得到所述紫外發(fā)光二極管。

可選地，在所述紫外發(fā)光二極管的制作方法中，在所述生長(zhǎng)出GaN納米線(xiàn)之前，還包括：

在所述藍(lán)寶石襯底表面設(shè)置金屬基底層；

所述在所述藍(lán)寶石襯底表面生長(zhǎng)出GaN納米線(xiàn)，生成GaN納米線(xiàn)層包括：