一种具有可见光波段的深紫外LED器件及其制备方法技术

技术编号:24359404 阅读:23 留言:0更新日期:2020-06-03 03:17
本发明专利技术公开了一种具有可见光波段的深紫外LED器件及其制备方法,所述具有可见光波段的深紫外LED器件由下至上依次设置有蓝宝石衬底、AlN本征层、n型AlGaN层、电流扩展层、深紫外波段量子阱有源层、可见波段量子阱有源层、电子阻挡层、p型AlGaN注入层、p型GaN接触层、DBR层、p电极以及n电极。本发明专利技术通过在外延结构中单片集成基于AlGaN材料的深紫外波段量子阱与基于InGaN材料的可见光波段的量子阱,从而真正实现单颗器件既有深紫外波段发光又有可见光波段发光,并简化了双色灯珠器件的制作工序,降低了双色灯珠器件制作成本。

A deep UV LED device with visible band and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种具有可见光波段的深紫外LED器件及其制备方法
本专利技术涉及半导体光电领域,特别是一种具有可见光波段的深紫外LED器件及其制备方法。
技术介绍
目前Ⅲ族氮化物作为宽禁带半导体材料中的杰出代表,已经实现了高效的蓝绿光发光二极管(即light-emittingdiodes,简称LED)、激光器等固态光源器件,其在平板显示、白光照明等应用方面取得了巨大成功。近十年来,人们期望将这种高效的发光材料应用于紫外波段,以满足日益增长的紫外光源需求。紫外波段根据其生物效应通常可分为:长波紫外(简称UVA,波长范围320~400nm)、中波紫外(简称UVB,波长范围280~320nm)、短波紫外(简称UVC,200~280nm)以及真空紫外(简称VUV,波长范围10~200nm)。紫外线虽然不能被人类眼睛所感知,但其应用却非常广泛。长波紫外光源在医学治疗、紫外固化、紫外光刻、信息存储、植物照明等领域有着巨大的应用前景;而中波紫外及短波紫外(统称深紫外)则在杀菌消毒、水净化、生化探测、非视距通信等方面有着不可替代的作用。目前,传统紫外光源主要是汞灯,具有体积大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有可见光波段的深紫外LED器件,其特征在于,所述具有可见光波段的深紫外LED器件由下至上依次设置有蓝宝石衬底、AlN本征层、n型AlGaN层、电流扩展层、深紫外波段量子阱有源层、可见波段量子阱有源层、电子阻挡层、p型AlGaN注入层、p型GaN接触层、DBR层、p电极以及n电极;/n所述可见波段量子阱有源层为In

【技术特征摘要】
1.一种具有可见光波段的深紫外LED器件,其特征在于,所述具有可见光波段的深紫外LED器件由下至上依次设置有蓝宝石衬底、AlN本征层、n型AlGaN层、电流扩展层、深紫外波段量子阱有源层、可见波段量子阱有源层、电子阻挡层、p型AlGaN注入层、p型GaN接触层、DBR层、p电极以及n电极;
所述可见波段量子阱有源层为InaGa1-aN层与AlbGa1-bN层组成的超晶格结构,其中0<a<1且0<b<1,所述InaGa1-aN层与AlbGa1-bN层的厚度均分别为1~200nm。


2.根据权利要求1中所述的具有可见光波段的深紫外LED器件,其特征在于,所述深紫外波段量子阱有源层为AlxGa1-xN层与AlyGa1-yN层组成的超晶格结构,其中0.4<x<1且0.4<y<1,所述AlxGa1-xN层与AlyGa1-yN层的厚度均分别为1~200nm。


3.根据权利要求1中所述的具有可见光波段的深紫外LED器件,其特征在于,所述电子阻挡层为单层AlcGa1-cN结构,其中0<c<1,厚度为1nm~100nm。


4.根据权利要求1中所述的具有可见光波段的深紫外LED器件,其特征在于,所述电子阻挡层为AldGa1-dN层与AleGa1-eN层组成的超晶格结构,其中0.4<d<1且0.4<e<1,所述AldGa1-dN层与AleGa1-eN层的厚度均分别为1~50nm。


5.根据权利要求1中所述的具有可见光波段的深紫外LED器件,其特征在于,所述P型AlGaN注入层为单层AlpGa1-pN结构,其中0<p<1,厚度为1nm~600nm。


6.根据权利要求1中所述的具有可见光波段的深紫外LED器件,其特征在于,所述DBR层为低折射率膜层与高折射率膜层交替层叠构成,膜层生长温度为90~270℃,层数为20~80层,单层膜层厚度为10~1000nm,所述DBR放射层整体厚度为1~10μm。


7.根据权利要求1中所述的具有可见光波段的深紫外LED器件,其特征在于,所述n型AlGaN层与电流扩展层之间形成台阶状结构,且所述n型AlGaN层的面积大于所述电流扩展层的面积;
所述DBR层设置于所述p型GaN接触层上,以及包覆所述电流扩展层、深紫外波段量子阱有源层、可见波段量子阱有源层、电子阻挡层、p型AlGaN注入层和p型GaN接触层的台阶结构;
所述p电极设置于所述p型GaN接触层上,所述n电极设置于所述n型AlGaN层台阶结构处并位于所述DBR层远离所述电流扩展层一侧。


8.根据权利要求1中所述的具有可见光波段的深紫外LED器件,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:张骏袁章洁戴江南陈长清
申请(专利权)人:武汉深紫科技有限公司
类型:发明
国别省市:湖北;42

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