紫外发光二极管外延片及其制备方法技术

本公开提供了一种紫外发光二极管外延片及其制备方法，属于发光二极管技术领域。将衬底与n型AlGaN层之间的缓冲层设置为包括交替层叠的AlGaN子层与SiN子层。SiN子层则可以抑制AlGaN子层生长时存在的缺陷进一步向上延伸至n型AlGaN层与GaN/AlGaN多量子阱层中。AlGaN子层与SiN子层交替层叠，可释放底层AlGaN子层与SiN子层积累的应力，使得最靠近n型AlGaN层与GaN/AlGaN多量子阱层的AlGaN子层与SiN子层中的应力与缺陷相对较少。使生长在缓冲层上的n型AlGaN层与GaN/AlGaN多量子阱层的质量得到进一步提高，最终得到的发光二极管中的发光效率得到提高。率得到提高。率得到提高。

【技术实现步骤摘要】
紫外发光二极管外延片及其制备方法


[0001]本公开涉及发光二极管
，特别涉及一种紫外发光二极管外延片及其制备方法。

技术介绍

[0002]紫外发光二极管是一种用于光固化的发光产品，常用于食物封口材料固化、医用胶固化等，紫外发光二极管外延片则是用于制备紫外发光二极管基础结构。紫外发光二极管外延片通常包括衬底及衬底上生长的n型AlGaN层、GaN/AlGaN多量子阱层及p型AlGaN层。
[0003]紫外发光二极管外延片中AlGaN材料与衬底之间的晶格失配度较高，通常即使在衬底与n型AlGaN层之间增加了AlGaN缓冲层，得到的n型AlGaN层及GaN/AlGaN多量子阱层中也会存在较多的缺陷，最终得到的紫外发光二极管的质量仍不够好，紫外发光二极管的发光效率不够高。

技术实现思路

[0004]本公开实施例提供了一种紫外发光二极管外延片及其制备方法，可以提高紫外发光二极管的晶体质量以最终提高紫外发光二极管的发光效率。所述技术方案如下：
[0005]本公开实施例提供可一种紫外发光二极管外延片，所述紫外发光二极管外延片包括衬底及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、n型AlGaN层、GaN/AlGaN多量子阱层及p型AlGaN层，
[0006]所述缓冲层包括交替层叠的AlGaN子层与SiN子层。
[0007]可选地，所述衬底为蓝宝石衬底，所述衬底的表面层叠所述缓冲层中的AlGaN子层。
[0008]可选地，所述SiN子层的厚度为1～2nm，所述AlGaN子层的厚度为5～10nm。
[0009]可选地，所述缓冲层的厚度为30～300nm。
[0010]本公开实施例提供了一种紫外发光二极管外延片的制备方法，所述紫外发光二极管外延片的制备方法包括：
[0011]提供一衬底；
[0012]在所述衬底上生长缓冲层，所述缓冲层包括交替生长的AlGaN子层与SiN子层；
[0013]在所述缓冲层上生长n型AlGaN层；
[0014]在所述n型AlGaN层上生长GaN/AlGaN多量子阱层；
[0015]在所述GaN/AlGaN多量子阱层上生长p型AlGaN层。
[0016]可选地，所述在所述衬底上生长缓冲层，包括：
[0017]向反应腔内通入Ga源、Al源及N源，生长所述AlGaN子层直至所述AlGaN子层的表面平整；
[0018]向反应腔内通入Si源及N源，生长所述SiN子层直至所述SiN子层的表面存在自然凹坑；
[0019]重复以上步骤在所述衬底上得到缓冲层。
[0020]可选地，所述在所述衬底上生长缓冲层，包括：
[0021]所述缓冲层的生长温度为1100-1200℃。
[0022]可选地，所述衬底为蓝宝石衬底，所述紫外发光二极管外延片的制备方法还包括：
[0023]在所述衬底上生长所述缓冲层之前，对所述衬底进行表面清理；
[0024]将表面清理后的衬底放置在600～1000℃的氮气环境中处理，直至所述蓝宝石衬底表面的部分氧原子被氮原子取代。
[0025]可选地，将表面清理后的衬底放置在600～1000℃的氮气环境中处理1h～1.5h。
[0026]可选地，述衬底在压力为0～1torr的氮气环境中进行处理。
[0027]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0028]将衬底与n型AlGaN层之间的缓冲层设置为包括交替层叠的AlGaN子层与SiN子层。AlGaN子层可以在衬底上稳定生长，SiN子层则可以抑制AlGaN子层生长时存在的缺陷进一步向上延伸至n型AlGaN层与GaN/AlGaN多量子阱层中，减小n型AlGaN层与GaN/AlGaN多量子阱层中会存在的缺陷，以提高n型AlGaN层与GaN/AlGaN多量子阱层的质量。并且AlGaN子层与SiN子层交替层叠，也可以一定程度上释放底层AlGaN子层与SiN子层积累的应力，使得最靠近n型AlGaN层与GaN/AlGaN多量子阱层的AlGaN子层与SiN子层中的应力与缺陷相对较少。靠近n型AlGaN层与GaN/AlGaN多量子阱层的AlGaN子层与SiN子层的质量较好，则可以作为n型AlGaN层与GaN/AlGaN多量子阱层的良好生长基础，使生长在缓冲层上的n型AlGaN层与GaN/AlGaN多量子阱层的质量得到进一步提高，最终得到的发光二极管中的发光效率得到提高。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1是本公开实施例提供的一种紫外发光二极管外延片的结构示意图；
[0031]图2是本公开实施例提供的另一种紫外发光二极管外延片的结构示意图；
[0032]图3是本公开实施例提供的一种紫外发光二极管外延片及其制备方法流程图；
[0033]图4是本公开实施例提供的另一种紫外发光二极管外延片及其制备方法流程图。
具体实施方式
[0034]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
[0035]除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件
涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。
[0036]图1是本公开实施例提供的一种发光二极管外延片的结构示意图，如图1所示，本公开实施例提供可一种紫外发光二极管外延片，紫外发光二极管外延片包括衬底1及依次层叠在衬底1上的缓冲层2、n型AlGaN层3、GaN/AlGaN多量子阱层4及p型AlGaN层5。缓冲层2包括交替层叠的AlGaN子层21与SiN子层22。
[0037]将衬底1与n型AlGaN层3之间的缓冲层2设置为包括交替层叠的AlGaN子层21与SiN子层22。AlGaN子层21可以在衬底1上稳定生长，SiN子层22则可以抑制AlGaN子层21生长时存在的缺陷进一步向上延伸至n型AlGaN层3与GaN/AlGaN多量子阱层4中，减小n型AlGa本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紫外发光二极管外延片，所述紫外发光二极管外延片包括衬底及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、n型AlGaN层、GaN/AlGaN多量子阱层及p型AlGaN层，其特征在于，所述缓冲层包括交替层叠的AlGaN子层与SiN子层。2.根据权利要求1所述的紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述衬底为蓝宝石衬底，所述衬底的表面层叠所述缓冲层中的AlGaN子层。3.根据权利要求1所述的紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述SiN子层的厚度为1～2nm，所述AlGaN子层的厚度为5～10nm。4.根据权利要求1～3任一项所述的紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述缓冲层的厚度为30～300nm。5.一种紫外发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述紫外发光二极管外延片的制备方法包括：提供一衬底；在所述衬底上生长缓冲层，所述缓冲层包括交替生长的AlGaN子层与SiN子层；在所述缓冲层上生长n型AlGaN层；在所述n型AlGaN层上生长GaN/AlGaN多量子阱层；在所述GaN/AlGaN多量子阱层上生长p型AlGaN层。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旺平，梅劲，张武斌，刘春杨，
申请(专利权)人：华灿光电苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：