[發(fā)明專(zhuān)利]基于h-BN/p-AlGaN超晶格的高效深紫外發(fā)光二極管

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811421092.5
• 申請(qǐng)日: 2018-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109411576A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周小偉;王燕麗;吳金星;李培咸;許晟瑞;馬曉華;郝躍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L33/04
• 分類(lèi)號(hào): H01L33/04;H01L33/06;H01L33/14;H01L33/00
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專(zhuān)利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于h?BN/p?AlGaN超晶格的高效深紫外發(fā)光二極管及其制備方法，要解決現(xiàn)有深紫外發(fā)光二極管的空穴濃度低和電流擁堵問(wèn)題。其自下而上包括：襯底(1)、n型Al_xGa_1?xN層(2)、Al_yGa_1?yN/Al_zGa_1?zN多量子阱層(3)和p型層(4)，其特征在于：p型層(4)采用h?BN/p?Al_wGa_1?wN超晶格，即h?BN層和p?Al_wGa_1?wN層交替生長(zhǎng)，每個(gè)h?BN層和它上面的p?Al_wGa_1?wN層組合起來(lái)為一個(gè)周期，共生長(zhǎng)5?40的周期。本發(fā)明提高了器件電導(dǎo)率，增加了空穴濃度，緩解了電流擁堵，從而得到發(fā)光功率高的深紫外發(fā)光二極管，可用于深紫外發(fā)光設(shè)備中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高效橫向發(fā)光二極管，可用于深紫外發(fā)光設(shè)備中。

技術(shù)背景

深紫外發(fā)光二極管可以實(shí)現(xiàn)小型化，得到廉價(jià)、高效和長(zhǎng)壽命的紫外光源，應(yīng)用前景很廣闊。然而卻因?yàn)槌Ｓ玫腁lGaN材料生長(zhǎng)困難，摻雜困難，電導(dǎo)率低等因素限制其發(fā)展。其中摻雜困難和電導(dǎo)率低是影響其性能的重要因素。若受主雜質(zhì)摻雜濃度過(guò)低則會(huì)導(dǎo)致p區(qū)空穴濃度低，若受主雜質(zhì)摻雜濃度過(guò)高則會(huì)使晶體質(zhì)量變差，都將使深紫外發(fā)光二極管的性能變差，而電導(dǎo)率低就會(huì)導(dǎo)致電流擴(kuò)展不均勻，降低器件的可靠性，從而影響了做成的發(fā)光二極管的效率，故增加p區(qū)空穴濃度和緩解電流擁堵一直是深紫外發(fā)光二極管設(shè)計(jì)和制作時(shí)的重要目標(biāo)。

目前常見(jiàn)的深紫外發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)通常包括襯底、n型AlGaN層、多量子阱層和p型層，其p型層常使用AlGaN材料，但AlGaN材料摻雜困難，電導(dǎo)率低，得到的器件內(nèi)量子效率低，電流擁堵嚴(yán)重，導(dǎo)致得到的深紫外發(fā)光二極管發(fā)光效率低，可靠性差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)傳統(tǒng)深紫外發(fā)光二極管的不足，提出一種基于h-BN/p-AlGaN超晶格的高效深紫外發(fā)光二極管及制備方法，以提高電導(dǎo)率，減小電流擁堵，增加空穴濃度，從而得到發(fā)光功率高的深紫外發(fā)光二極管。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明基于h-BN/p-AlGaN超晶格的高效深紫外發(fā)光二極管，自下而上包括：襯底、n型Al_xGa_1-xN層、Al_yGa_1-yN/Al_zGa_1-zN多量子阱層和p型層，其特征在于：p型層采用由h-BN和p-Al_wGa_1-wN按5-40個(gè)周期交替生長(zhǎng)的h-BN/p-Al_wGa_1-wN超晶格，以增加空穴遷移率，降低深紫外發(fā)光二極管中的電流擁堵，提高器件發(fā)光效率。

進(jìn)一步，所述h-BN/p-Al_wGa_1-wN超晶格的的每層h-BN層厚度為3-12nm和p-Al_wGa_1-wN層的厚度為2-10nm，p-Al_wGa_1-wN層摻雜濃度范圍為6×10¹⁶cm^-1-6×10¹⁷cm^-1，Al含量w的調(diào)整范圍為0-1。

進(jìn)一步，所述的n型Al_xGa_1-xN層的厚度為1000-6000nm，摻雜濃度為5×10¹⁷cm^-1-1×10¹⁹cm^-1，Al含量x的調(diào)整范圍為0.35-1。