[發(fā)明專利]一種具有可見光波段的深紫外LED器件及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010026984.6 | 申請日： | 2020-01-10 |
| 公開（公告）號： | CN111223969B | 公開（公告）日： | 2021-07-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張駿;袁章潔;戴江南;陳長清 | 申請（專利權(quán)）人： | 武漢深紫科技有限公司 |
| 主分類號： | H01L33/06 | 分類號： | H01L33/06;H01L33/14;H01L33/44;H01L33/00 |
| 代理公司： | 武漢智嘉聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42231 | 代理人： | 易賢衛(wèi) |
| 地址： | 430000 湖北省武漢市東湖新技術(shù)開發(fā)*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 具有 可見光 波段 深紫 led 器件 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種具有可見光波段的深紫外LED器件及其制備方法，所述具有可見光波段的深紫外LED器件由下至上依次設(shè)置有藍寶石襯底、AlN本征層、n型AlGaN層、電流擴展層、深紫外波段量子阱有源層、可見波段量子阱有源層、電子阻擋層、p型AlGaN注入層、p型GaN接觸層、DBR層、p電極以及n電極。本發(fā)明通過在外延結(jié)構(gòu)中單片集成基于AlGaN材料的深紫外波段量子阱與基于InGaN材料的可見光波段的量子阱，從而真正實現(xiàn)單顆器件既有深紫外波段發(fā)光又有可見光波段發(fā)光，并簡化了雙色燈珠器件的制作工序，降低了雙色燈珠器件制作成本。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光電領(lǐng)域，特別是一種具有可見光波段的深紫外LED器件及其制備方法。
背景技術(shù)
目前Ⅲ族氮化物作為寬禁帶半導(dǎo)體材料中的杰出代表，已經(jīng)實現(xiàn)了高效的藍綠光發(fā)光二極管(即light-emitting diodes，簡稱LED)、激光器等固態(tài)光源器件，其在平板顯示、白光照明等應(yīng)用方面取得了巨大成功。近十年來，人們期望將這種高效的發(fā)光材料應(yīng)用于紫外波段，以滿足日益增長的紫外光源需求。紫外波段根據(jù)其生物效應(yīng)通常可分為：長波紫外(簡稱UVA，波長范圍320～400nm)、中波紫外(簡稱UVB，波長范圍280～320nm)、短波紫外(簡稱UVC，200～280nm)以及真空紫外(簡稱VUV，波長范圍10～200nm)。紫外線雖然不能被人類眼睛所感知，但其應(yīng)用卻非常廣泛。長波紫外光源在醫(yī)學(xué)治療、紫外固化、紫外光刻、信息存儲、植物照明等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景；而中波紫外及短波紫外(統(tǒng)稱深紫外)則在殺菌消毒、水凈化、生化探測、非視距通信等方面有著不可替代的作用。目前，傳統(tǒng)紫外光源主要是汞燈，具有體積大、功耗高、電壓高、污染環(huán)境等缺點，不利于其在日常生活及特殊環(huán)境下的應(yīng)用。因此，人們迫切希望研制出一種高效的半導(dǎo)體紫外光源器件以替代傳統(tǒng)的汞燈。現(xiàn)有研究表明Ⅲ族氮化物中的AlGaN是制備半導(dǎo)體紫外光源器件的最佳候選材料。AlGaN基紫外LED具有無毒環(huán)保、小巧便攜、低功耗、低電壓、易集成、壽命長、波長可調(diào)等諸多優(yōu)勢，有望在未來幾年取得突破性進展以及廣泛應(yīng)用，并逐步取代傳統(tǒng)紫外汞燈。但深紫紫外波段實際為不可見波長，深紫外器件在工作時與關(guān)閉時無法清晰的識別，導(dǎo)致深紫外器件的終端客戶使用體驗不佳，目前市場上常規(guī)的做法是將深紫外器件與可見光器件合并為一個器件，稱之為雙色燈珠器件，雙色燈珠器件的深紫外器件起到殺菌抑菌效果，可見光器件起到工作狀態(tài)氛圍顯示效果。故需要提出一種新的能夠覆蓋可見光波段的深紫外LED器件用于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供了一種具有可見光波段的深紫外LED器件及其制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中深紫外器件不能同時覆蓋可見光波段，導(dǎo)致工作時難以識別的問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了第一解決方案：一種具有可見光波段的深紫外LED器件，由下至上依次設(shè)置有藍寶石襯底、AlN本征層、n型AlGaN層、電流擴展層、深紫外波段量子阱有源層、可見波段量子阱有源層、電子阻擋層、p型AlGaN注入層、p型GaN接觸層、DBR層、p電極以及n電極；可見波段量子阱有源層為InaGa1-aN層與AlbGa1-bN層組成的超晶格結(jié)構(gòu)，其中0a1且0b1，InaGa1-aN層與AlbGa1-bN層的厚度均分別為1～200nm。
其中，深紫外波段量子阱有源層為AlxGa1-xN層與AlyGa1-yN層組成的超晶格結(jié)構(gòu)，其中0.4x1且0.4y1，AlxGa1-xN層與AlyGa1-yN層的厚度均分別為1～200nm。
其中，電子阻擋層為單層AlcGa1-cN結(jié)構(gòu)，其中0＜c＜1，厚度為1nm～100nm。
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