[發(fā)明專利]紫外發(fā)光芯片、其制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010925500.1
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112018219B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賀龍飛;吳華龍;張康;何晨光;劉云洲;趙維;陳志濤
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/32;H01L33/00;A61L2/10;A61L9/20;C02F1/32
• 代理公司: 北京商專永信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11400
• 代理人: 李彬彬;王鵬

1.一種紫外發(fā)光芯片，其特征在于，從下到上依次包括：襯底、緩沖層、電子傳輸層、紫外光有源區(qū)、電子阻擋層、空穴傳輸層和p型層；

其中，所述紫外光有源區(qū)在正向電流注入下能夠同時發(fā)射深紫外光和近紫外光；

所述紫外光有源區(qū)包括深紫外量子阱區(qū)和近紫外量子阱區(qū)；

所述深紫外量子阱區(qū)的阱層的材料采用AlGaN或AlInGaN，所述深紫外量子阱區(qū)的壘層的材料采用AlGaN；

所述近紫外量子阱區(qū)的阱層的材料采用AlGaN、GaN、InGaN或者AlInGaN中的任一種，且所述InGaN為低In組分的InGaN，所述近紫外量子阱區(qū)的壘層的材料采用AlGaN；

所述近紫外量子阱區(qū)插入在所述深紫外量子阱區(qū)中間；或

所述近紫外量子阱區(qū)先于所述深紫外量子阱區(qū)生長形成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外發(fā)光芯片，其特征在于，所述深紫外量子阱區(qū)包括阱層和壘層，所述阱層和所述壘層交替生長。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紫外發(fā)光芯片，其特征在于，所述深紫外量子阱區(qū)的阱層的材料為Al_xGa_1-xN或Al_xIn_yGa_1-x-yN，所述壘層的材料為Al_zGa_1-zN；其中，0＜x＜z＜1,0＜y＜1。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紫外發(fā)光芯片，其特征在于，所述深紫外量子阱區(qū)的阱層的數(shù)量不少于三個。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外發(fā)光芯片，其特征在于，所述近紫外量子阱區(qū)包括阱層和壘層，所述阱層和所述壘層交替生長。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紫外發(fā)光芯片，其特征在于，所述近紫外量子阱區(qū)的阱層的材料為Al_xGa_1-xN、GaN、In_yGa_1-yN或者Al_xIn_yGa_1-x-yN中的任一種，所述壘層的材料為Al_zGa_1-zN；其中，0＜x＜z＜1,0＜y＜1。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紫外發(fā)光芯片，其特征在于，所述近紫外量子阱區(qū)的阱層的數(shù)量為至少一個。

8.一種紫外發(fā)光芯片的制備方法，其特征在于，包括步驟：

S1、在MOCVD設(shè)備中放入襯底；

S2、將反應(yīng)源材料放入所述MOCVD設(shè)備中，同時設(shè)置所述MOCVD設(shè)備中的載氣和生長溫度；

S3、在所述襯底上依次生長緩沖層、電子傳輸層、紫外有源區(qū)、電子阻擋層和空穴傳輸層；其中，所述紫外光有源區(qū)生長為先在生長好的電子傳輸層上生長阱層和壘層交替結(jié)構(gòu)的近紫外量子阱區(qū)，再在生長好的近紫外量子阱區(qū)上生長阱層和壘層交替結(jié)構(gòu)的深紫外量子阱區(qū)，所述深紫外量子阱區(qū)的阱層的材料為AlGaN或AlInGaN，所述深紫外量子阱區(qū)的壘層的材料為AlGaN；所述近紫外量子阱區(qū)的阱層的材料為AlGaN、GaN、InGaN或者AlInGaN中的任一種，且所述InGaN為低In組分的InGaN，所述近紫外量子阱區(qū)的壘層的材料為AlGaN；

S4、對生長完畢的紫外光芯片的外延片激活空穴傳輸層的空穴，并在電子傳輸層和空穴傳輸層上分別制作n電極和p電極。