基于双层金属微纳和石墨烯复合结构的半导体外延结构及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种基于双层金属微纳和石墨烯复合结构的半导体外延结构及其制备方法和应用，属于半导体光电子器件技术领域。本发明专利技术基于双层金属微纳和石墨烯复合结构的半导体外延结构，自下而上依次包括衬底，AlN层，N

【技术实现步骤摘要】
基于双层金属微纳和石墨烯复合结构的半导体外延结构及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于半导体光电子器件
，尤其涉及一种基于双层金属微纳和石墨烯复合结构的半导体外延结构及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]深紫外光源在空气/水净化、生化检测、紫外固化、紫外通信、光刻等众多领域具有巨大的应用前景。一直以来，汞灯作为传统紫外光源在社会生产生活中扮演着重要角色。然而，金属汞具有毒性，在生产和废弃过程对环境造成严重污染，危害人类身体健康，因此需要一种新型的环保紫外光源。AlGaN是第三代半导体材料的典型代表，通过改变其材料中的组分，可使其禁带宽度在3.4
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6.1eV之间连续可调，覆盖了从210nm到360nm的紫外波段，是制备深紫外LED的理想材料。基于AlGaN的DUV LED不仅对环境无害，而且具有寿命长、小型化和窄色谱等优点，在中小规模商业上的空气/水净化以及杀菌消毒中得到了初步应用。然而AlGaN基DUV LED的外量子效率非常低，并且随着波长的变短而急剧下降至1％以下，大部分低于10％，这极大地阻碍了其大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双层金属微纳和石墨烯复合结构的半导体外延结构，其特征在于，自下而上依次包括衬底，AlN层，N
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AlGaN层，AlGaN多量子阱，P
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AlGaN电子阻挡层，P
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AlGaN层，Al金属微纳结构层，P
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GaN层，Al金属周期性结构层和石墨烯层。2.根据权利要求1所述的基于双层金属微纳和石墨烯复合结构的半导体外延结构，其特征在于，Al金属微纳结构为Al金属纳米粒子或Al金属纳米结构阵列。3.根据权利要求1所述的基于双层金属微纳和石墨烯复合结构的半导体外延结构，其特征在于，周期性结构为光栅结构、三角锥阵列、圆柱阵列、三棱柱阵列、圆环阵列中的任意一种。4.根据权利要求1所述的基于双层金属微纳和石墨烯复合结构的半导体外延结构，其特征在于，所述衬底的材质为蓝宝石、SiC、Si、AlN中的任意一种或两种。5.一种权利要求1
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4任意一项所述的基于双层金属微纳和石墨烯复合结构的半导体外延结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在所述衬底上依次外延生长所述AlN层，所述N
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AlGaN层，所述AlGaN多量子阱，所述P
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AlGaN电子阻挡层，所述P
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AlGaN层；在所述P
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AlGaN层上制备所述Al金属微纳结构层；在所述Al金属微纳结构层上外延生长所述P
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GaN层；在所述P
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【专利技术属性】
技术研发人员：黎大兵，蒋年磊，陈洋，孙晓娟，蒋科，贲建伟，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：