一种带有极化诱导p型掺杂层的氮极性蓝紫光LED芯片及制备方法技术
【技术实现步骤摘要】
一种带有极化诱导p型掺杂层的氮极性蓝紫光LED芯片及制备方法
本专利技术属于半导体发光器件
，具体涉及一种带有极化诱导p型掺杂层的氮极性蓝紫光LED芯片及制备方法。
技术介绍
GaN，AlN，InN及其合金化合物都是直接带隙半导体，其禁带宽度可以在0.7eV到6.2eV之内连续调节，对应的发光波长从红外一直延伸到紫外波段，是制备LED的理想材料。但是目前为止，唯一适合作为p型掺杂剂的Mg其室温下在GaN中的激活能高达200meV。这就导致室温下Mg的激活效率不会超过1％，而过高的掺杂浓度又会引入其他问题，如表面退化，极性反转等。因此p型GaN中的空穴浓度很难超过1018cm-3。低的空穴浓度会引入高的串联电阻，在大电流下工作还会导致Droop效应的产生。因此氮化物材料的p型掺杂成为了阻碍大功率高效率LED发展的瓶颈之一。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为解决上述p型材料中Mg激活效率低问题，用氮极性(外延方向为轴方向)Al组分线性增加的掺Mg的AlGaN代替传统掺Mg的GaN作为空穴注入层制备蓝紫光LED。该器件结构利用了AlGaN薄膜中自发极化强度随Al组...
【技术保护点】
一种带有极化诱导p型掺杂层的氮极性蓝紫光LED芯片，其特征在于：其从下至上依次由高温氮化处理的(0001)面蓝宝石衬底(1)、低温GaN缓冲层(2)、氮极性GaN模板层(3)、n‑GaN电子注入层(5)、多量子阱有源层(6)、极化诱导p型掺杂空穴注入层(7)组成，其中氮极性GaN模板层(3)中有SiNx掩膜层(4)，极化诱导p型掺杂空穴注入层(7)上设置有p电极(8)，n‑GaN电子注入层(5)有一裸露台面，在其上设置有n电极(9)；(0001)面蓝宝石衬底(1)具有一定的斜切角，斜切方向为偏
【技术特征摘要】
1.一种带有极化诱导p型掺杂层的氮极性蓝紫光LED芯片，其特征在于：其从下至上依次由高温氮化处理的(0001)面蓝宝石衬底(1)、低温GaN缓冲层(2)、氮极性GaN模板层(3)、n-GaN电子注入层(5)、多量子阱有源层(6)、极化诱导p型掺杂空穴注入层(7)组成，其中氮极性GaN模板层(3)中有SiNx掩膜层(4)，极化诱导p型掺杂空穴注入层(7)上设置有p电极(8)，n-GaN电子注入层(5)有一裸露台面，在其上设置有n电极(9)；(0001)面蓝宝石衬底(1)具有一定的斜切角，斜切方向为偏轴方向，斜切角为0.2～4°；极化诱导p型掺杂空穴注入层(7)由掺Mg的AlGaN材料构成，其中Al的组分沿外延生长方向逐渐升高，即从Alx1Ga1－x1N到Alx2Ga1－x2N逐渐过渡，其中0≤x1<x2≤1；多量子阱有源层(6)由阱层Inx3Ga1-x3N和垒层GaN交替生长组成，对数在2～5对之间，其中0.1≤x3≤0.2。2.如权利要求1所述的一种带有极化诱导p型掺杂层的氮极性蓝紫光LED芯片，其特征在于：低温GaN缓冲层(2)的厚度为10～30nm，氮极性GaN模板层(3)的厚度为2～3μm，SiNx掩膜层(4)位于氮极性GaN模板(3)当中，其距离蓝宝石衬底(1)为100～500nm，n-GaN电子注入层(5)的厚度为0.5～1μm，InGaN基多量子阱有源区(6)中每个阱层Inx3Ga1-x3N的厚度为2～4nm、每个垒层GaN的厚度为10～15nm，极化诱导p型掺杂空穴注入层(7)的厚度为50～100nm，p电极层(8)的厚度为10～30nm，n电极层(9)的厚度为60～100nm。3.权利要求1所述的一种带有极化诱导p型掺杂层的氮极性蓝紫光LED芯片的制备方法，其步骤如下：(1)将带有斜切角的(0001)面蓝宝石衬底(1)在氨气和氮气的混合气氛下进行原位的高温氮化处理，之后采用MOCVD方法的蓝宝石衬底上依次外延生长低温GaN缓冲层(2)、氮极性GaN模板层(3)、SiNx掩膜层(4)、氮极性GaN模板层(3)、n-GaN电子注入层(5)、多量子阱有源层(6)、极化诱导p...
【专利技术属性】
技术研发人员：张源涛，闫龙，邓高强，韩煦，李鹏翀，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22
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