[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

本發明公開了一種紫外LED外延片結構及其制備方法，屬于半導體技術領域，由下而上依次包括：襯底、緩沖層、N型AlGaN層、多量子阱層、P型AlGaN插入層、電子阻檔層、P型AlGaN層、P型GaN層；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AI組分含量線性增長、偶數層AI組分含量線性降低，或者奇數層中AI組分含量線性降低、偶數層AI組分含量線性增長，從而使P型AlGaN插入層中AI組分含量呈鋸齒形。本發明可以改善紫外LED的內量子效率低和光輸出功率低的問題。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種紫外LED外延片結構及其制備方法。

背景技術

根據不同波長范圍，紫外光可劃分為：長波紫外UVA(320-400nm)、中波紫外UVB(280-320nm)、短波紫外UVC(200-280nm)和真空紫外Vacuum UV(10-200nm)。對于不同波長范圍的紫外光在不同的領域具有非常強大的市場價值，如：長波紫外UVA(320-400nm)被應用在UV固化、防偽鑒定等。此外，紫外LED具有節能、環保、安全、壽命長、低耗、低熱等優點。因此，紫外LED越來越受研究者們的關注。

當前制備紫外LED外延片主要采用III族氮化物AlGaN材料，其禁帶寬度適合制備出紫外波段器件，并且可以通過改變材料中Al組分來得到不同禁帶寬度的AlGaN材料。因此，通常采用改變紫外LED量子阱內的Al組分的大小來制備出發射波長在200-400nm內變化的紫外LED。但是就目前工藝技術制備出的AlGaN仍存在如下問題：1)高Al組分III族氮化物材料的高缺陷密度導致嚴重的非輻射復合；2)強大的極化場引起能帶彎曲致使量子阱內大部分電子的泄露。這就使得紫外LED面臨內量子效率、光輸出功率均比較低等問題。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題是提供一種紫外LED外延片結構及其制備方法,以解決現有紫外LED外延片多量子阱發光層中電子泄露、空穴注入效率低等問題。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案如下：

一種紫外LED外延片結構，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AI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AI組分含量線性增長、偶數層中AI組分含量線性降低從而使P型AlGaN插入層中AI組分含量呈鋸齒形，或者奇數層中AI組分含量線性降低、偶數層中AI組分含量線性增長從而使P型AlGaN插入層中AI組分含量呈鋸齒形。

進一步的，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AI組分含量0≤xy1。

進一步的，所述的P型AlGaN電子阻檔層為Al_mGa_1-mN，AI組分含量m的取值范圍為：ym1。

進一步的，所述的P型AlGaN插入層的總厚度為10-20nm。

進一步的，所述的P型AlGaN插入層中每一層AI組分厚度為1-4nm。