[發(fā)明專利]基于非對稱量子阱結構的UV-LED及其制備方法

有效

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• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113299805B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設計）人: 陳敦軍;歐陽雨微;張榮;鄭有炓
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 江蘇斐多律師事務所 32332
• 代理人: 張佳妮

本發(fā)明公開了一種基于非對稱量子阱結構的UV?LED，其結構自下而上包括：一襯底層；一生長于襯底層上的n?AlGaN層；一生長于n型AlGaN層上的對稱AlGaN量子阱層；一生長于對稱AlGaN量子阱層上的非對稱AlGaN量子阱層；一生長于非對稱AlGaN量子阱層上的p?AlGaN層；一生長于p?AlGaN層上的p?GaN層；p型電極和n型電極。本發(fā)明提出了一種基于非對稱多量子阱結構的AlGaN基寬光譜紫外LED(UV?LED)，通過多種不同Al組分和不同厚度的量子阱結構的組合，獲得了寬發(fā)光光譜，在6V正向電壓的偏置下，發(fā)光光譜半高寬為17nm，接近傳統(tǒng)UV?LED的兩倍。

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于非對稱量子阱結構的UV-LED及其制備方法。

背景技術

傳統(tǒng)UV-LED的結構有源層一般采用3-5個周期對稱量子阱，傳統(tǒng)的UV-LED 的量子阱結構單一，完全對稱，得到的光譜較窄。目前紫外LED存在著發(fā)光峰窄的問題；由于缺乏深紫外熒光粉，無法像藍光LED與熒光粉組合形成白光一樣，實現(xiàn)紫外LED的寬光譜發(fā)光，亟需研究出基于單芯片的寬光譜紫外LED。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于非對稱量子阱結構的UV-LED，具有寬發(fā)光光譜。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現(xiàn)：

基于非對稱量子阱結構的UV-LED，其結構自下而上包括：

一襯底層；

一生長于襯底層上的n-AlGaN層；

一生長于n型AlGaN層上的對稱AlGaN量子阱層；

一生長于對稱AlGaN量子阱層上的非對稱AlGaN量子阱層；

一生長于非對稱AlGaN量子阱層上的p-AlGaN層；

一生長于p-AlGaN層上的p-GaN層；

p型電極，位于p型GaN層的上方；

n型電極，位于襯底層上的n-AlGaN層的上方。

優(yōu)選的，所述對稱AlGaN量子阱層為兩個周期，每個周期內的AlGaN層具有不同組分。

優(yōu)選的，對稱AlGaN量子阱層每個周期內的AlGaN量子阱厚度分別為 3nm/7nm，Al組分分別為0.45/0.55。

優(yōu)選的，所述非對稱AlGaN量子阱層有7層，每一層與其相鄰的層組分及厚度均不同。

優(yōu)選的，所述非對稱AlGaN量子阱層中每個AlGaN量子阱的厚度分別為 3nm/9nm/1nm/8nm/2nm/9nm/1nm，Al組分分別為0.45/0.55/0.35/0.55/0.35/0.45/0.3。

優(yōu)選的，所述n-AlGaN電子注入層厚度為2um，Al組分為0.55，n型AlGaN 層的摻雜濃度為1*1018-1*1019cm-3；所述p型AlGaN層的摻雜濃度為1*1017- 1*1018cm-3，厚度為50nm，Al組分為0.55；所述p型GaN層的摻雜濃度為5*1017- 1*1019cm-3，厚度為100nm。

優(yōu)選的，n型AlGaN層使用Si摻雜，載流子濃度為1*1018-1*1019cm-3；p 型AlGaN層使用Mg摻雜，載流子濃度為1*1017-1*1018cm-3；p型GaN層使用 Mg摻雜，載流子濃度為5*1017-1*1019cm-3。

本發(fā)明還公開了上述的基于非對稱量子阱結構的UV-LED的制備方法，其步驟包括：

(1)MOCVD法在襯底表面沉積n型AlGaN層；