一种具有双掺杂多量子阱结构的紫外发光二极管制造技术

本发明专利技术公开了一种具有双掺杂多量子阱结构的紫外发光二极管，包括：由下至上依次设置的衬底，AlN中间层、非掺杂AlGaN缓冲层、n型AlGaN层、双掺杂的AlxGa1‑xN/AlyGa1‑yN多量子阱有源区、AlzGa1‑zN电子阻挡层，其中z>y>x，p型AlGaN层和透明导电层，在n型AlGaN层和透明导电层上分别设置的n型欧姆电极和p型欧姆电极。本发明专利技术的有益效果为：本发明专利技术可形成与极化电场方向相反的补偿电场，一方面有利于减缓甚至消除量子阱的能带倾斜，增加量子阱势垒层的有效高度，提高载流子，特别是电子在多量子阱结构中分布的均匀性；另一方面，增加了量子阱中的电子与空穴的波函数在空间上的重叠程度，提高了电子与空穴的辐射复合效率，从而能够显著提升UV‑LED的发光效率。

An ultraviolet light emitting diode with double doped multiple quantum well structures

The invention discloses a UV double doped multi quantum well structure light-emitting diode includes a substrate, followed by the bottom set, the middle layer of AlN and undoped AlGaN buffer layer, n layer, AlGaN double doped AlxGa1 xN/AlyGa1 yN multi quantum well active region, AlzGa1 zN electron blocking layer among them, z> y> X, P type AlGaN layer and a transparent conductive layer, N type ohmic electrode and P type ohmic electrodes are respectively arranged in the N type AlGaN layer and the transparent conductive layer. The invention has the advantages that the invention can form a compensating electric field opposite polarization electric field direction, on the one hand to reduce or even eliminate the band tilt quantum well, increase the effective height of the quantum well barrier layer to improve the carrier, especially the uniformity of electron distribution in multiple quantum well structures; on the other hand, the degree of overlap increases the wave function of electron and hole in the quantum well in space, improve the efficiency of radiative recombination of electrons and holes, which can significantly improve the luminous efficiency of UV LED.

【技术实现步骤摘要】
一种具有双掺杂多量子阱结构的紫外发光二极管
本专利技术涉及半导体光电子材料和器件制造的
，尤其是一种具有双掺杂多量子阱结构的紫外发光二极管。
技术介绍
紫外光由于具有较高的光子能量和很强的穿透能力，而被广泛地应用于杀菌消毒、水和空气净化、固态照明、生物化学有害物质检测、高密度存储和军用通信等领域。AlGaN材料是制备UV-LED的核心材料。首先，AlxGa1-xN材料是宽禁带直接带隙半导体材料，通过调节三元化合物AlGaN中的Al组分，可以实现AlGaN带隙能量在3.4～6.2eV之间连续变化，从而获得波长范围从210到365nm的紫外光。其次，AlxGa1-xN是一种强离子键作用的化合物，具有较高的热稳定性和化学稳定性以及较长的寿命。此外，AlGaN基UV-LED能耗低、零污染，相比汞灯和氙灯等传统气体紫外光源有显著优势，因此AlGaN基UV-LED具有广泛的应用前景和巨大的研究价值。然而，如图3所示的、以现有技术制备的多量子阱结构的AlGaN基UV-LED的发光效率普遍较低。存在于量子阱中的极化电场是造成UV-LED的发光效率低下的一个重要因素。由于纤锌矿结构AlGaN基材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有双掺杂多量子阱结构的紫外发光二极管，其特征在于，包括：由下至上依次设置的衬底(101)，AlN中间层(102)、非掺杂AlGaN缓冲层(103)、n型AlGaN层(104)、双掺杂的AlxGa1‑xN/AlyGa1‑yN多量子阱有源区(105)、AlzGa1‑zN电子阻挡层(106)，其中z>y>x，p型AlGaN层(107)和透明导电层(108)，在n型AlGaN层和透明导电层上分别设置的n型欧姆电极(109)和p型欧姆电极(110)。

【技术特征摘要】
1.一种具有双掺杂多量子阱结构的紫外发光二极管，其特征在于，包括：由下至上依次设置的衬底(101)，AlN中间层(102)、非掺杂AlGaN缓冲层(103)、n型AlGaN层(104)、双掺杂的AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱有源区(105)、AlzGa1-zN电子阻挡层(106)，其中z>y>x，p型AlGaN层(107)和透明导电层(108)，在n型AlGaN层和透明导电层上分别设置的n型欧姆电极(109)和p型欧姆电极(110)。2.如权利要求1所述的具有双掺杂多量子阱结构的紫外发光二极管，其特征在于，所述衬底(101)为可外延生长出极性、半极性GaN基材料的蓝宝石、碳化硅、硅、氧化锌、氮化镓和氮化铝等衬底中的任何一种。3.如权利要求1所述的具有双掺杂多量子阱结构的紫外发光二极管，其特征在于，所述AlN中间层(102)的厚度为5-5000nm，非掺杂AlGaN缓冲层(103)的厚度为50-5000nm，n型AlGaN层(104)的厚度为200-5000nm，双掺杂的AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱有源区(105)结构中的AlxGa1-xN量子阱的阱宽为1-10nm，AlyGa1-yN复合势垒的垒厚为3-30nm，重复周期数为1-50，其中最后一个周期以复合势垒层结尾，双掺杂AlxGa1-xN/AlyGa...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雄，范艾杰，吴自力，崔一平，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32