[發明專利]一種深紫外半導體發光元件

在審

• 申請號: 202210073012.1
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114420812A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 王程剛
• 申請（專利權）人: 安徽格恩半導體有限公司
• 主分類號: H01L33/14
• 分類號: H01L33/14;H01L33/06;H01L33/32
• 代理公司: 北京文慧專利代理事務所(特殊普通合伙) 11955
• 代理人: 戴麗偉

1.一種深紫外半導體發光元件，其特征在于，從下至上依次包括襯底、緩沖層、第一導電型半導體，多量子阱，導電型電子阻擋層和第二導電型半導體，所述導電型電子阻擋層的H濃度為1E17～5E18cm^-3，O濃度為1E17～1E18cm^-3。

2.如權利要求1所述的深紫外半導體發光元件，其特征在于，所述第一導電型半導體的H濃度為1E17～1E18cm^-3，O濃度為5E16～5E17cm^-3；第一導電型半導體為Al_xGa_1-xN材料，Al組分x為40％～100％。

3.如權利要求1所述的深紫外半導體發光元件，其特征在于，所述多量子阱為量子阱層與量子壘層Al_aIn_bGa_1-a-bN/Al_cIn_dGa_1-c-dN組成的周期性量子結構，量子阱層為Al_aIn_bGa_1-a-bN，Al組分a為30～50％，量子壘層的Al組分c為50～100％，量子阱層和量子壘層的In組分b和d均為0～20％，發出的光為深紫外波段光介于200～350nm；多量子阱的H濃度為5E17～1E18cm^-3，C濃度為1E16～5E16cm^-3，O濃度為5E16～5E17cm^-3。

4.如權利要求1所述的深紫外半導體發光元件，其特征在于，所述第二導電型半導體的H濃度為1E18～1E22cm^-3，O濃度為1E17～1E21cm^-3。

5.如權利要求1所述的深紫外半導體發光元件，其特征在于，所述導電型電子阻擋層為高Al組分Al_yGa_1-yN材料，Al組分y為55～100％。

6.如權利要求1所述的深紫外半導體發光元件，其特征在于，所述導電型電子阻擋層的Mg摻雜濃度為5E18～5E20cm^-3。

7.如權利要求1所述的深紫外半導體發光元件，其特征在于，所述第二導電型半導體的Mg摻雜濃度為5E19～5E20cm^-3。

8.如權利要求5或6所述的深紫外半導體發光元件，其特征在于，所述導電型電子阻擋層H/O含量和比例，能夠有效降低該層的空穴離化能，提升空穴離化效率，提升離化后的自由空穴載流子濃度至1E18cm^-3以上；該層H/O與Mg濃度互相搭配，能夠進一步提升空穴離化效率和Mg雜質溶解度。

9.如權利要求2所述的深紫外半導體發光元件，其特征在于，調控所述第一導電型半導體H/O濃度，能夠調控第一導電型半導體的結晶形貌，降低第一導電型半導體與緩沖層間的晶格失配，減少表面裂紋的產生，表面裂紋能夠降低至邊緣1mm以內；同時，提升第一導電型半導體的電子離化效率、降低電子離化能，降低半導體發光元件的接觸電阻和電流的橫向擴展能力，使得局部電流密度高得到改善，降低局部擊穿的發生概率，進而提高抗ESD能力。