[發明專利]一種紫外LED外延片結構及其制備方法

有效

• 申請號: 201811453587.6
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109545916B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 李光;白耀平;李述體
• 申請（專利權）人: 深圳市洲明科技股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/14;H01L33/32
• 代理公司: 深圳協成知識產權代理事務所(普通合伙) 44458
• 代理人: 王春艷;王宣玲

1.一種紫外LED外延片結構，其特征在于：由下而上依次包括：襯底、緩沖層、N型AlGaN層、Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN多量子阱層、P型AlGaN插入層、P型AlGaN電子阻檔層、P型AlGaN層、P型GaN層；所述Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN多量子阱層中鋁組分含量xy；

所述的P型AlGaN插入層包含多層，由底向上分為奇數層和偶數層，其中奇數層中鋁組分含量線性增長、偶數層鋁組分含量線性降低從而使P型AlGaN插入層中鋁組分含量呈鋸齒形，或者奇數層中鋁組分含量線性降低、偶數層鋁組分含量線性增長；

所述的P型AlGaN電子阻檔層為Al_mGa_1-mN，鋁組分含量m的取值范圍為：ym1。

2.根據權利要求1所述的紫外LED外延片結構，其特征在于，所述的Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN多量子阱層中，Al_xGa_1-xN為阱層，Al_yGa_1-yN為壘層，且鋁組分含量0≤xy1。

3.根據權利要求1所述的紫外LED外延片結構，其特征在于，所述的P型AlGaN插入層的總厚度為10-20nm。

4.根據權利要求1所述的紫外LED外延片結構，其特征在于，所述的P型AlGaN插入層中每一層鋁組分厚度為1-4nm。

5.根據權利要求1所述的紫外LED外延片結構，其特征在于，所述的P型AlGaN插入層中除最后一層鋁組分線性增加層以外，其他鋁組分線性增加層為Al_znGa_1-znN，zn為第n個組分線性增加結構層鋁組分值,該層鋁組分值zn以上一層中鋁組分最小值為初始值線性遞增到y_an，其中y_an為第n個Al組分線性增加結構層鋁組分值最大值，其中yy_an1；所述的P型AlGaN插入層除第一層和最后一層鋁組分線性增加層以外，其他鋁組分線性增加層為Al_aGa_1-aN，該層Al組分值由初始值yb線性遞增到a,其中a的取值范圍為yba1。

6.根據權利要求5所述的紫外LED外延片結構，其特征在于，所述的P型AlGaN插入層中鋁組分線性下降的結構層為Al_bnGa_1-bnN，該層鋁組分值bn以上一層中鋁組分值最大值為初始值線性降低到y_bn，其中bn為第n個組分線性下降結構層鋁組分值,y_bn為第n個組分線性下降結構層鋁組分值最小值,n為正整數，其中0y_bny_an1。

7.根據權利要求6所述的紫外LED外延片結構，其特征在于，所述的P型AlGaN插入層從底向上最后一層為AlnGa1-nN，該層鋁組分值n以上一層下降結構層的組分最小值為初始值線性遞增到m。

8.一種紫外LED外延片結構制備方法，其特征在于包含以下步驟：

在氫氣氣氛、溫度為1000-1100℃下，在襯底上生長一層2.5-3μm厚的非摻雜AlGaN緩沖層；

在氫氣氣氛且溫度1000-1200℃下，在緩沖層上生長N型鋁鎵氮層，其厚度為2.5-3μm，N型摻雜濃度為1×10¹⁸-5×10¹⁸cm^-3；

在氮氣氣氛、溫度為1000℃下，在N型鋁鎵氮層上生長多量子阱發光層,其中量子阱厚度為3-7nm,量子壘厚度為9-20nm；

在氮氣氣氛、溫度為900-1000℃下，在發光層上生長P型AlGaN插入層，所述P型AlGaN插入層包含多層，由底向上分為奇數層和偶數層，其中奇數層中鋁組分含量線性增長、偶數層鋁組分含量線性降低從而使P型AlGaN插入層中鋁組分含量呈鋸齒形，或者奇數層中鋁組分含量線性降低、偶數層鋁組分含量線性增長；

在氮氣氣氛、溫度為1000-1200℃下，在所述P型AlGaN插入層上生長P型AlGaN電子阻檔層，所述的P型AlGaN電子阻檔層為Al_mGa_1-mN，鋁組分含量m的取值范圍為：ym1；其厚度為15-25nm，P型摻雜濃度為1×10¹⁷-2×10¹⁷cm^-3；

在氮氣氣氛、溫度為1000-1200℃下，在所述P型AlGaN電子阻檔層上生長P型AlGaN層，其厚度為80-100nm，P型摻雜濃度為1×10¹⁷-2×10¹⁷cm^-3；

最后在氫氣氣氛且溫度為900-1000℃下生長P型鋁鎵氮層，其厚度為10-20nm，P型摻雜濃度為1×10¹⁸-2×10¹⁸cm^-3。