[發明專利]一種具有階梯型電子阻擋層結構的深紫外LED及制備方法

在審

• 申請號: 202011191645.X
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112382710A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 張駿;岳金順;梁仁瓅
• 申請（專利權）人: 蘇州紫燦科技有限公司
• 主分類號: H01L33/14
• 分類號: H01L33/14;H01L33/00
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 丁倩

1.一種具有階梯型電子阻擋層結構的深紫外LED，其特征在于，所述具有階梯型電子阻擋層結構的深紫外LED包括依次層疊布置的藍寶石襯底、AlN本征層、n型AlGaN電子注入層、量子阱有源層、階梯型電子阻擋層、p型AlGaN空穴注入層和p型GaN接觸層；

所述階梯型電子阻擋層包括沿所述量子阱有源層至p型AlGaN空穴注入層的排布方向依次層疊布置的第一AlGaN阻擋層、GaN阻擋層和第二AlGaN阻擋層，所述第一AlGaN阻擋層的Al組分含量百分數大于所述量子阱有源層中勢壘的Al組分含量百分數，且所述第二AlGaN阻擋層的Al組分含量百分數大于或等于第一AlGaN阻擋層的Al組分含量百分數。

2.根據權利要求1中所述的具有階梯型電子阻擋層結構的深紫外LED，其特征在于，所述第一AlGaN阻擋層的厚度為5～20nm，所述GaN阻擋層的厚度為1～10nm，所述第二AlGaN阻擋層的厚度為5～20nm。

3.根據權利要求1中所述的具有階梯型電子阻擋層結構的深紫外LED，其特征在于，所述階梯型電子阻擋層采用MOCVD方法在600～1000℃條件下生長得到。

4.根據權利要求1中所述的具有階梯型電子阻擋層結構的深紫外LED，其特征在于，所述階梯型電子阻擋層中采用Mg作為p型摻雜劑。

5.一種如權利要求1～4中任一所述具有階梯型電子阻擋層結構的深紫外LED制備方法，其特征在于，其步驟依次包括：生長AlN本征層，生長n型AlGaN電子注入層，生長量子阱有源層，生長階梯型電子阻擋層，生長p型AlGaN空穴注入層及p型GaN接觸層；

所述生長階梯型電子阻擋層的步驟具體包括：在600～1000℃條件下，于所述量子阱有源層上依次生長第一AlGaN阻擋層、GaN阻擋層和第二AlGaN阻擋層，形成階梯型電子阻擋層，所述第一AlGaN阻擋層和第二AlGaN阻擋層的Al組分含量百分數為20～80％，且所述第二AlGaN阻擋層的Al組分含量百分數大于或等于第一AlGaN阻擋層的Al組分含量百分數。

6.根據權利要求5中所述的具有階梯型電子阻擋層結構的深紫外LED，其特征在于，所述生長階梯型電子阻擋層的步驟中，所述第一AlGaN阻擋層的生長厚度為5～20nm，所述GaN阻擋層的生長厚度為1～10nm，所述第二AlGaN阻擋層的生長厚度為5～20nm，所述階梯型電子阻擋層中采用Mg作為p型摻雜劑；

所述第一AlGaN阻擋層的Al組分含量百分數大于所述量子阱有源層中勢壘的Al組分含量百分數。

7.根據權利要求5中所述的具有階梯型電子阻擋層結構的深紫外LED，其特征在于，所述生長AlN本征層的步驟具體包括：

在400～800℃條件下，于藍寶石襯底上生長AlN本征層中的低溫緩沖層，厚度為10～50nm；

升溫至1200～1400℃，于AlN本征層中的低溫緩沖層上生長AlN本征層，所述AlN本征層的總厚度為500～4000nm。

8.根據權利要求5中所述的具有階梯型電子阻擋層結構的深紫外LED，其特征在于，所述生長n型AlGaN電子注入層的步驟具體包括：

降溫至800～1200℃，于所述AlN本征層上生長n型AlGaN電子注入層，其中Al組分百分數為20～90％，厚度為500～4000nm。

9.根據權利要求5中所述的具有階梯型電子阻擋層結構的深紫外LED，其特征在于，所述生長量子阱有源層的步驟具體包括：

降溫至700℃～1100℃，于所述n型AlGaN電子注入層上生長量子阱有源層，所述量子阱有源層包括AlGaN勢壘層和AlGaN勢阱層，所述AlGaN勢壘層的厚度為5～30nm且其Al組分含量百分數為20～100％，所述AlGaN勢阱層的厚度為0.1～5nm且其Al組分含量百分數為0.1～80％。

10.根據權利要求5中所述的具有階梯型電子阻擋層結構的深紫外LED，其特征在于，所述生長p型AlGaN空穴注入層及p型GaN接觸層的步驟具體包括：

在700～1100℃條件下，于所述脈沖摻雜電子阻擋層上生長p型AlGaN空穴注入層，Al組分百分數為0.1～100％，厚度為1～50nm，并采用Mg作為p型摻雜劑；

在400～900℃條件下，于所述p型AlGaN空穴注入層上生長p型GaN接觸層，厚度為1～20nm，并采用Mg作為p型摻雜劑。