[發明專利]一種深紫外發光二極管及其外延生長方法

在審

• 申請號: 202211266711.4
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN115548188A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 張駿;張毅;岳金順;陳景文
• 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;H01L33/06;H01L33/04;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: 張杰

1.一種深紫外發光二極管，其特征在于，包括由下至上層疊設置的襯底、本征層、電子注入層、電流擴展層、量子阱有源層、電子阻擋層、空穴注入層以及P型接觸層；

其中，所述深紫外發光二極管還包括漏電改善層，所述漏電改善層設置于所述電子注入層與所述電流擴展層之間，和/或者，所述漏電改善層設置于所述量子阱有源層與所述電子阻擋層之間；所述漏電改善層為非故意摻雜層。

2.根據權利要求1所述的深紫外發光二極管，其特征在于，所述漏電改善層包括第一改善層，所述第一改善層設置于所述電子注入層與所述電流擴展層之間；

其中，所述第一改善層是由多個第一子層和多個第二子層交替形成的第一超晶格結構，所述第一子層采用氮化鋁作為生長材料，所述第二子層采用氮化鎵作為生長材料。

3.根據權利要求2所述的深紫外發光二極管，其特征在于，所述深紫外發光二極管還包括N型電極和P型電極；

其中，所述第一改善層與所述電流擴展層之間形成臺階狀結構，且所述第一改善層的面積大于所述電流擴展層的面積，所述P型電極設置于所述P型接觸層上，所述N型電極設置于所述第一改善層的臺階結構處。

4.根據權利要求2所述的深紫外發光二極管，其特征在于，在所述第一超晶格結構中，所述第一子層的厚度范圍在0.1nm至5nm之間，所述第二子層的厚度范圍在0.2nm至6nm之間；所述第一超晶格結構的超晶格周期的范圍在2至20之間。

5.根據權利要求4所述的深紫外發光二極管，其特征在于，所述第一子層的生長溫度與所述第二子層的生長溫度的差值范圍在20℃至100℃之間；所述第一子層與所述第二子層的中間變溫時間的范圍在20s至200s之間。

6.根據權利要求2所述的深紫外發光二極管，其特征在于，所述漏電改善層還包括第二改善層，所述第二改善層設置于所述量子阱有源層與所述電子阻擋層之間；

其中，所述第二改善層是由多個第三子層和多個第四子層交替形成的第二超晶格結構，所述第三子層采用Al_aGa_1-aN作為生長材料，所述第四子層采用Al_bGa_1-bN作為生長材料，所述第三子層與所述量子阱有源層相接觸，所述第四子層與所述電子阻擋層相接觸；

其中，所述量子阱有源層中量子壘的Al組分占比為x，a、b和x的三者之間的關系滿足40％≤b≤x≤a≤100％且5％≤a-b≤30％。

7.根據權利要求6所述的深紫外發光二極管，其特征在于，在所述第二超晶格結構中，所述第三子層的厚度范圍在0.1nm至20nm之間，所述第四子層的厚度范圍在0.1nm至20nm之間；所述第二超晶格結構的超晶格周期的范圍在1至50之間。

8.一種深紫外發光二極管的外延生長方法，其特征在于，所述方法包括：

在一襯底上外延生長本征層；

在所述本征層上外延生長電子注入層；

在所述電子注入層上外延生長量子阱有源層；

在所述量子阱有源層上外延生長電子阻擋層；

在所述電子阻擋層上外延生長空穴注入層；

在所述空穴注入層上外延生長P型接觸層；

其中，所述深紫外發光二極管還包括漏電改善層，所述漏電改善層設置于所述電子注入層與所述電流擴展層之間，和/或者，所述漏電改善層設置于所述量子阱有源層與所述電子阻擋層之間；所述漏電改善層為非故意摻雜層。

9.根據權利要求8所述的深紫外發光二極管的外延生長方法，其特征在于，所述在所述本征層上外延生長電子注入層的步驟還包括：

在所述電子注入層上外延生長第一改善層，所述第一改善層是由多個第一子層和多個第二子層交替形成的第一超晶格結構，所述第一子層采用氮化鋁作為生長材料，所述第二子層采用氮化鎵作為生長材料；

其中，所述第一子層的生長溫度與所述第二子層的生長溫度的差值范圍在20℃至100℃之間；所述第一子層與所述第二子層的中間變溫時間的范圍在20s至200s之間。

10.根據權利要求9所述的深紫外發光二極管的外延生長方法，其特征在于，當所述第一子層與所述第二子層的中間變溫時間的范圍在50s至200s之間時，在所述電子注入層上外延生長所述第二子層后，采用第一溫度在所述第二子層上外延生長蓋帽層，并采用第二溫度在所述蓋帽層上外延生長所述第一子層；

其中，所述蓋帽層的厚度范圍在0.1nm至1nm之間，所述第二溫度的數值大于所述第一溫度的數值，所述蓋帽層的材料與所述第一子層的材料相同。