一种AlGaN基紫外发光二极管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种AlGaN基紫外发光二极管及其制备方法，涉及半导体器件技术领域，该二极管包括衬底及设于衬底之上的N型半导体层，二极管还包括：依次层叠于N型半导体层之上的低温应力释放层、阱前电子阻挡层、阱前电子减速层、量子阱发光层、空穴储备层、P型半导体层与P型欧姆接触层；其中，阱前电子阻挡层为组分阶梯变化的AlGaN多层结构，阱前电子减速层为AlGaN/AlGaN超晶格结构，空穴储备层为多阶组分阶梯递减的AlGaN/AlGaN超晶格结构。本发明专利技术解决了现有技术中发光二极管中有源区内空穴浓度较低，有源区内电子与空穴浓度不匹配，导致发光二极管发光效率较低的技术问题。致发光二极管发光效率较低的技术问题。致发光二极管发光效率较低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种AlGaN基紫外发光二极管及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件
，具体涉及一种AlGaN基紫外发光二极管及其制备方法。

技术介绍

[0002]基于III族氮化物半导体材料的紫外发光二极管具有小巧便携、易于集成、无汞环保、低功耗、切换迅速等一系列优异的特性，发光波长覆盖长波紫外线（UVA，315
‑
400nm）、中波紫外线（UVB，280
‑
315nm）至短波紫外线（UVC，210
‑
280nm）波段，在杀菌消毒、医疗卫生、工业催化、光固化、非视距通信和生化检测等领域有广泛的应用需求，被视为替代汞灯等传统紫外光源的理想选择。
[0003]对于AlGaInN材料体系来说，由于电子相比空穴具有更高的迁移率和更小的有效质量，同时电子较容易激活且具有更高的浓度，导致注入到有源区中的电子空穴浓度极其不匹配，靠近N型半导体层的量子阱几乎不发光，而电子可以轻易的注入到有源区甚至进入到P型半导体层造成电子泄漏。而且，紫外发光二极管获取高质量高空穴浓度的P型材料十分困难，因为在紫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种AlGaN基紫外发光二极管，其特征在于，所述发光二极管包括衬底及设于所述衬底之上的N型半导体层、低温应力释放层、阱前电子阻挡层、阱前电子减速层、量子阱发光层、空穴储备层、P型半导体层与P型欧姆接触层；其中，所述阱前电子阻挡层为组分阶梯变化的AlGaN多层结构，所述阱前电子减速层为AlGaN/AlGaN超晶格结构，所述空穴储备层为多阶组分阶梯递减的AlGaN/AlGaN超晶格结构。2.根据权利要求1所述的AlGaN基紫外发光二极管，其特征在于，所述阱前电子阻挡层为3
‑
5阶Al组分梯形递增再递减的Al
x
Ga1‑
x
N多层结构，其中，0.6≤x≤1，所述阱前电子阻挡层的厚度为5nm
‑
200nm。3.根据权利要求2所述的AlGaN基紫外发光二极管，其特征在于，所述阱前电子阻挡层为5阶Al组分梯形递增再递减的Al
x
Ga1‑
x
N多层结构，包括第一阱前电子阻挡子层、第二阱前电子阻挡子层、第三阱前电子阻挡子层、第四阱前电子阻挡子层与第五阱前电子阻挡子层，其中：所述第一阱前电子阻挡子层的Al
x
Ga1‑
x
N结构中，0.6≤x≤0.8，所述第一阱前电子阻挡子层的厚度为1nm
‑
50nm；所述第二阱前电子阻挡子层的Al
x
Ga1‑
x
N结构中，0.8≤x≤0.1，所述第二阱前电子阻挡子层的厚度为1nm
‑
30nm；所述第三阱前电子阻挡子层的Al
x
Ga1‑
x
N结构中，x=1，所述第三阱前电子阻挡子层的厚度为1nm
‑
10nm；所述第四阱前电子阻挡子层的Al
x
Ga1‑
x
N结构中，0.8≤x≤1，所述第四阱前电子阻挡子层的厚度为1nm
‑
30nm；所述第五阱前电子阻挡子层的Al
x
Ga1‑
x
N结构中，0.6≤x≤0.8，所述第五阱前电子阻挡子层的厚度为1nm
‑
50nm。4.根据权利要求1所述的AlGaN基紫外发光二极管，其特征在于，所述阱前电子减速层为15
‑
40周期的Al
x1
GaN/Al
x2
GaN超晶格结构。5.根据权利要求4所述的AlGaN基紫外发光二极管，其特征在于，每个周期内AlGaN材料中Al组分x1的取值范围为0.3
‑
0.6，每个周期内Al
x1
GaN的厚度为1nm
‑
4nm，每个周期内AlGaN材料中Al组分x2的取值范围为0.5
‑
0.8，每个周期内Al
x2
GaN的厚度为3nm
‑
7nm。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的AlGaN基紫外发光二极管，其特征在于，所述空穴储备层为三阶组分阶...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒俊，程龙，高虹，郑文杰，印从飞，程金连，张彩霞，刘春杨，胡加辉，金从龙，
申请(专利权)人：江西兆驰半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：