一种调控深紫外发光二极管有源区内建电场的方法技术

本发明专利技术涉及一种调控深紫外发光二极管有源区内建电场的方法，属于半导体光电二极管技术领域，从下到上依次包括衬底、缓冲层、n型半导体电子注入层、多量子阱有源层、p型电子阻挡层、p型半导体空穴注入层、p型接触层、p型电极、n型电极，多量子阱有源层包括周期生长的多个单元，每个单元包括一个量子阱和量子阱上下两侧的量子垒，量子阱上侧的量子垒中靠近量子阱一侧进行Mg掺杂，量子阱下侧的量子垒中靠近量子阱一侧进行Si掺杂，每个量子垒不全掺杂，通过选择性掺杂的方法调控DUV LED的内建电场，解决因内建电场过大导致的波长红移以及效率衰减问题，同时调控DUV LED的电子和空穴注入，通过抑制电子泄露和增强空穴注入改善DUV LED的光电性能。的光电性能。的光电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种调控深紫外发光二极管有源区内建电场的方法


[0001]本专利技术涉及一种调控深紫外发光二极管有源区内建电场的方法，属于半导体光电二极管


技术介绍

[0002]AlGaN材料是一种禁带宽度在3.4eV～6.2eV范围内可调的宽禁带直接带隙半导体，对应的放光波长范围可从365nm变化到200nm，是制备深紫外发光二极管最适合的材料。与传统紫外泵灯相比，AlGaN基的深紫外发光二极管(DUV LED)具有环境危害小，工作电压低，能源消耗低和使用寿命长等优点。并且DUV LED在高密度光存储、杀菌消毒、空气和水净化、生物化学实验、防伪检测、显示通信、医疗检测等方面都有着很大的应用价值和广阔的市场空间。
[0003]经过近十几年的发展，在诸多研究者和工业界的共同努力下，AlGaN基DUV LED在外延生长、器件工艺和结构设计等方面取得了重要的进步。在载流子注入方面，很多结构已经很好的解决了由于电子阻挡层(EBL)的引入而造成的空穴注入效率低的问题。然而，AlGaN材料具有纤锌矿晶体结构，晶体中存在自发极化。并且由于量子阱与量子垒之间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调控深紫外发光二极管有源区内建电场的方法，其特征在于，所述深紫外发光二极管从下到上依次包括衬底、缓冲层、n型半导体电子注入层、多量子阱有源层、p型电子阻挡层、p型半导体空穴注入层、p型接触层、p型电极、n型半导体电子注入层另一侧上方设有n型电极，所述多量子阱有源层包括周期生长的多个单元，每个单元包括一个量子阱和量子阱上下两侧的量子垒，单元重复生长3
‑
10次，量子阱上侧的量子垒中靠近量子阱一侧进行Mg掺杂，量子阱下侧的量子垒中靠近量子阱一侧进行Si掺杂，每个量子垒不全掺杂。2.根据权利要求1所述的调控深紫外发光二极管有源区内建电场的方法，其特征在于，所述衬底为碳化硅、蓝宝石、氮化镓、氮化铝、或硅中的一种。3.根据权利要求1所述的调控深紫外发光二极管有源区内建电场的方法，其特征在于，多量子阱有源层为交替生长Al
x3
Ga1‑
x3
N量子垒层与Al
x4
Ga1‑
x4
N量子阱层。4.根据权利要求3所述的调控深紫外发光二极管有源区内建电场的方法，其特征在于，量子垒层中Al组分x3大于量子阱层中Al组分x4。5.根据权利要求4所述的调控深紫外发光二极管有源区内建电场的方法，其特征在于，0.5≤x3≤1，0＜x4＜x3。6.根据权利要求1所述的调控深紫外发光二极管有源区内建电场的方法，其特征在于，每个量子垒中进行Mg掺杂的厚度为0.01～0.4倍量子垒的厚度，Mg掺杂浓度为1e16至1e20；每个量子垒中进行Si掺杂的厚度为0.01～0.4倍量子垒的厚度，Si掺杂浓度为1e16至1e20。7.根据权利要求6所述的调控深紫外发光二极管有源区内建电场的方法，其特征在于，每个量子垒中进行Mg掺杂的厚度为0.3倍量子垒的厚度，每个量子垒中进行Si掺杂的厚度为0.3倍量子垒的厚度。8.根据权利要求3所述的调控深紫外发光二极管有源区内建电场的方法，其特征在于，包括以下条件之一或多种：Ⅰ.缓冲层的材质为Al
x1
Ga1‑
x1
N，其中，0≤x1≤1，0≤1
‑
x1≤1；Ⅱ.所述n型半导体电子注入层的材质为n
‑
Al
x2
Ga1‑
x2
N，其中n
‑
Al
x2
Ga1‑
x2
N的Al组分x2的取值范围为：0≤x2≤1,0≤1
‑
x2≤1；Ⅲ.p型电子阻挡层的材质为Al
x5
Ga1‑
x5
N，其中，0≤x5≤1，0≤1
‑
x5≤1；Ⅳ.p型半导体空穴注入层的材质为Al
x6
Ga1‑
x6
N，其中，0≤x6≤1，0≤...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘超，季泳辰，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：