[發明專利]AlGaN基紫外LED外延結構

有效

• 申請號: 202010560013.X
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111640828B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 周啟航
• 申請（專利權）人: 佛山紫熙慧眾科技有限公司
• 主分類號: H01L33/10
• 分類號: H01L33/10;H01L33/26;H01L33/32
• 代理公司: 佛山市海融科創知識產權代理事務所(普通合伙) 44377
• 代理人: 陳志超;黃家豪

本申請實施例提供了一種AlGaN基紫外LED外延結構，包括：一襯底；一氮化物異質結構層，其設置于所述襯底上；一金剛石/氮化物異質結構層，其設置于所述氮化物異質結構層上，所述的金剛石/氮化物異質結構層為金剛石/氮化物超晶格結構層；一氮化物異質有源區發光結構層，其設置于所述金剛石/氮化物異質結構層上；一p型氮化物異質結構層，其設置于所述氮化物異質有源區發光結構層上。本申請實施例提供的AlGaN基紫外LED外延結構通過設置金剛石/氮化物異質結構層，該金剛石/氮化物異質結構層為金剛石/氮化物超晶格結構層，從而可以利用超晶格的折射率差提高紫外波段的光子的反射，從而提高LED器件的光輸出功率和可靠性。

技術領域

本申請涉及LED發光技術領域，具體而言，涉及一種AlGaN基紫外LED外延結構。

背景技術

LED是一種半導體固體發光器件，其利用半導體P-N結作為發光結構，目前氮化鎵被視為第三代半導體材料，具備InGaN/GaN有源區的氮化鎵基發光二極管被視為當今最有潛力的發光源。目前GaN基藍光LED外延結構一般包括襯底、緩沖層、第一半導體層、多量子阱發光層、最后勢壘層、電子阻擋層和第二半導體層，多量子阱發光層一般為InGaN/GaN超晶格結構，電子阻擋層為P型AlGaN結構，但由于AlGaN材料的折射率較GaN與InGaN低，故在多量子阱發光層發出的光線容易在最后勢壘層與電子阻擋層的界面處發生全反射，造成光輸出效率較差。

針對上述問題，目前尚未有有效的技術解決方案。

發明內容

本申請實施例的目的在于提供一種AlGaN基紫外LED外延結構，提高光輸出效率。

第一方面，本申請實施例提供了一種AlGaN基紫外LED外延結構，包括：

一襯底；

一氮化物異質結構層，其設置于所述襯底上；

一金剛石/氮化物異質結構層，其設置于所述氮化物異質結構層上；

一氮化物異質有源區發光結構層，其設置于所述金剛石/氮化物異質結構層上；

一p型氮化物異質結構層，其設置于所述氮化物異質有源區發光結構層上。

本申請實施例提供的AlGaN基紫外LED外延結構通過設置金剛石/氮化物異質結構層，該金剛石/氮化物異質結構層為金剛石/氮化物超晶格結構層，從而可以利用超晶格的折射率差提高紫外波段的光子的反射，從而提高LED器件的光輸出功率和可靠性。

可選地，在本申請實施例所述的AlGaN基紫外LED外延結構中，所述襯底為n型摻雜的C材料金剛石單晶襯底。

可選地，在本申請實施例所述的AlGaN基紫外LED外延結構中，所述襯底的厚度為200nm至1mm之間。

可選地，在本申請實施例所述的AlGaN基紫外LED外延結構中，所述襯底的摻雜雜質包括磷元素、氮元素和硫元素，摻雜濃度在10¹⁰ cm^-3至10²⁰cm^-3之間。

可選地，在本申請實施例所述的AlGaN基紫外LED外延結構中，所述氮化物異質結構層為III族氮化物異質結構層。

可選地，在本申請實施例所述的AlGaN基紫外LED外延結構中，所述氮化物異質結構層為AlGaN/GaN異質結構層，其外延生長于所述襯底的上表面，位于所述襯底以及所述金剛石/氮化物異質結構層之間。

可選地，在本申請實施例所述的AlGaN基紫外LED外延結構中，所述氮化物異質結構層中的Al的組分在0至1之間。

可選地，在本申請實施例所述的AlGaN基紫外LED外延結構中，所述氮化物異質結構層的厚度介于10nm至10μm之間。