[發明專利]一種具有隧穿結構的深紫外LED及其制備方法

在審

• 申請號: 202111076064.6
• 申請日: 2021-09-14
• 公開（公告）號: CN113809211A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 張毅;張駿;岳金順
• 申請（專利權）人: 蘇州紫燦科技有限公司
• 主分類號: H01L33/12
• 分類號: H01L33/12;H01L33/06;H01L33/14;H01L33/32;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: 張璐

1.一種具有隧穿結構的深紫外LED，其特征在于，所述具有隧穿結構的深紫外LED由下至上依次設置有藍寶石襯底、AlN緩沖層、AlN本征層、n型AlGaN電子注入層、量子阱有源層、p型AlGaN電子阻擋層、GaN隧穿層以及n型AlGaN接觸層，所述p型AlGaN電子阻擋層、GaN隧穿層以及n型AlGaN接觸層構成復合隧穿結構。

2.根據權利要求1中所述的具有隧穿結構的深紫外LED，其特征在于，所述p型AlGaN電子阻擋層的Al組分百分數為50～100％，厚度為1～200nm，所述p型AlGaN電子阻擋層中使用Mg作為p型摻雜劑。

3.根據權利要求1中所述的具有隧穿結構的深紫外LED，其特征在于，GaN隧穿層的厚度為1～30nm。

4.根據權利要求1中所述的具有隧穿結構的深紫外LED，其特征在于，所述n型AlGaN接觸層的Al組分百分數為50～100％，厚度為1～500nm，所述n型AlGaN接觸層中使用Si作為n型摻雜劑，電子濃度為1×10¹⁸～5×10¹⁹cm^-3。

5.根據權利要求1中所述的具有隧穿結構的深紫外LED，其特征在于，所述具有隧穿結構的深紫外LED還包括第一電極和第二電極，所述第一電極設置于所述n型AlGaN電子注入層與量子阱有源層形成的臺階結構處，所述第二電極設置于所述n型AlGaN接觸層遠離所述GaN隧穿層一側。

6.一種如權利要求1～5中任一所述具有隧穿結構的深紫外LED的制備方法，其特征在于，其步驟包括：

(1)在400～800℃下，于藍寶石襯底上生長AlN低溫緩沖層，且所述AlN低溫緩沖層的厚度為10～50nm；

(2)升溫至1200～1400℃，于所述AlN低溫緩沖層上生長AlN本征層，且所述AlN本征層的厚度為500～4000nm；

(3)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的組分百分數為20～90％，厚度為500～4000nm；

(4)調溫至700～1100℃，于所述n型AlGaN電子注入層上生長量子阱有源層，所述量子阱有源層中勢壘厚度為5～30nm，Al組分百分數為20～100％，勢阱厚度為0.1～5nm，Al組分百分數為0.1％～80％；

(5)維持溫度700～1100℃，于所述量子阱有源層上生長p型AlGaN電子阻擋層，且所述p型AlGaN電子阻擋層的厚度為1～200nm；

(6)維持溫度700～1100℃，于所述p型AlGaN電子阻擋層上生長GaN隧穿層，且所述GaN隧穿層的厚度為1～30nm；

(7)維持溫度700～1100℃，于所述GaN隧穿層上生長n型AlGaN接觸層，且所述n型AlGaN接觸層的厚度為1～500nm，電子濃度為1×10¹⁸～5×10¹⁹cm^-3。

7.根據權利要求6中所述具有隧穿結構的深紫外LED的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中，生長所述p型AlGaN電子阻擋層的V/III比為50～10000，采用Mg作為p型摻雜劑。

8.根據權利要求6中所述具有隧穿結構的深紫外LED的制備方法，其特征在于，所述步驟(6)中，生長所述GaN隧穿層的V/III比為50～10000。

9.根據權利要求6中所述具有隧穿結構的深紫外LED的制備方法，其特征在于，所述步驟(7)中，生長所述V/III比為50～10000，采用Si作為n型摻雜劑，原料中SiH₄流量為0.01～50SCCM。

10.根據權利要求6中所述具有隧穿結構的深紫外LED的制備方法，其特征在于，所述具有隧穿結構的深紫外LED的制備方法還包括：

(8)在所述n型AlGaN電子注入層與量子阱有源層形成的臺階結構處設置第一電極，在所述n型AlGaN接觸層遠離所述GaN隧穿層一側設置第二電極。