The invention relates to the field of semiconductor microelectronics technology, in particular to an efficient ultraviolet light emitting diode based on a porous epitaxy template and its fabrication method. The invention obtains a porous epitaxy template by electrochemical etching, photoelectrochemical etching, photocatalytic etching or metal catalytic etching, and then epitaxies the LED structure on the template. This method can not only improve the material quality of active region of epitaxy layer, release the stress of epitaxy layer and improve the internal quantum efficiency, but also reduce the internal reflection of light through porous structure to improve the light efficiency. At the same time, compared with the traditional pattern substrate epitaxy technology, the preparation method of the epitaxy template is simpler, and the epitaxy layer merging is more compatible. Yi.
【技术实现步骤摘要】
一种基于多孔外延模板的紫外发光二极管及其制作方法
本专利技术涉及半导体微电子领域,特别涉及紫外发光二极管(UVLED)的外延结构设计领域。
技术介绍
基于三族氮化物的UVLED具有体积小、调制频率高、低电压以及潜在的高效率等特点,特别是与传统紫外光源相比对环境无污染,使得其在杀菌消毒、空气水的净化、医疗美容、聚合物固化、生化探测、非视距通讯等领域有着广泛的应用前景。目前,蓝宝石是UVLED的主流衬底。由于蓝宝石和氮化物外延层之间存在很大的晶格失配和热失配,异质外延层中会产生大量的位错和较大的应力,导致高密度非辐射复合中心以及严重的量子限制斯塔克效应,会降低UVLED内量子效率。此外,随着UVLED的发光波长减小,发光从TE模向TM模转化,对于生长于c面蓝宝石上的UVLED来说,TE模和TM模极化光分别主要在垂直和水平方向传播,由于各外延层界面和蓝宝石界面处存在严重的放射,大部分的光被限制在UVLED内部损失掉,因此UVLED光提取效率非常低,极大的限制了UVLED性能的提高,因此,改善外延层设计对提高有源区材料质量,释放外延层应力,提高紫外发光二极管出光效率具有重要意义。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的在于提出一种基于多孔外延模板的紫外发光二极管及其制作方法,通过设计新型的结构和制作方法,达到提高外延层有源区的材料质量和内量子效率,释放外延层应力,减少光的内部散射,提高出光效率的目的。(二)技术方案本专利技术提供了一种紫外发光二极管,该紫外发光二极管的结构依次包括:衬底(11)、模板层(12)、多孔层(13)、n型AlGaN层(14)、有 ...
【技术保护点】
1.一种紫外发光二极管,其特征在于,该紫外发光二极管的结构依次包括:衬底(11)、模板层(12)、多孔层(13)、n型AlGaN层(14)、有源区(15)、电子阻挡层(16)、p型层(17);所述n型AlGaN层台面(14)有n型欧姆电极(19),p型层(17)上有p型欧姆电极(18)。
【技术特征摘要】
1.一种紫外发光二极管,其特征在于,该紫外发光二极管的结构依次包括:衬底(11)、模板层(12)、多孔层(13)、n型AlGaN层(14)、有源区(15)、电子阻挡层(16)、p型层(17);所述n型AlGaN层台面(14)有n型欧姆电极(19),p型层(17)上有p型欧姆电极(18)。2.根据权利要求1所述的紫外发光二极管,其特征在于,所述衬底(11)材料为蓝宝石、碳化硅、氮化铝或氧化镓中的一种。3.根据权利要求1所述的紫外发光二极管,其特征在于,所述多孔层(13)、n型层(14)、电子阻挡层(16)的禁带宽度大于所述有源区(15)的禁带宽度。4.根据权利要求1所述的紫外发光二极管,其特征在于,所述多孔层(13)是由多孔转变层(1301)腐蚀成多孔外延模板层(130),而后对多孔外延模板层(130)进行高温处理制得。5.根据权利要求4所述的紫外发光二极管,其特征在于,所述多孔转变层(1301)的材料为AlxInyGa1-x-yN,其中0≤x≤1,0≤y≤1,0<x+y<1,其厚度为0.1-5μm。6.根据权利要求1所述的紫外发光二极管,其特征在于,所述n型欧姆电极为Ti/Al/Ti/Au或Cr/Al/Ti/Au金属和p型欧姆电极为Ni/Au、Ni/Ag...
【专利技术属性】
技术研发人员:王军喜,张亮,郭亚楠,吴清清,闫建昌,
申请(专利权)人:中国科学院半导体研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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