一种深紫外AlGaN基多量子阱发光二极管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种深紫外AlGaN基多量子阱发光二极管，包括包括衬底、AlN本征层、N型AlGaN模板层、多量子阱有源区、AlGaN复合势垒层、P型AlGaN盖层、P型GaN欧姆接触层、N型欧姆电极、P型欧姆电极。一种深紫外AlGaN基多量子阱发光二极管制备方式，包括衬底处理、生长履层、加工台面与沉积电极的步骤。本发明专利技术使用AlGaN复合势垒层取代了传统LED中最后一个量子垒与电子阻挡层，从而消除了原有的在LQB/EBL界面处的异质结结构，并减弱了整个结构中的极化效应，抑制了能带弯曲，从而提高了载流子的输运效率，改善了空穴注入，使器件发光性能得到提升。使器件发光性能得到提升。

【技术实现步骤摘要】
一种深紫外AlGaN基多量子阱发光二极管及其制备方法


[0001]本专利技术属于半导体
，具体是一种深紫外AlGaN基多量子阱发光二极管及其制备方法。

技术介绍

[0002]AlGaN材料的发光范围主要覆盖200nm
‑
365nm的紫外光波段。由于紫外光在水消毒、医疗器械消毒、紫外线治疗、文件验证、加密通信等方面具有广泛的应用，以AlGaN为代表的Ⅲ族氮化物基紫外发光二极管引起了越来越多的关注。与蓝绿光发光二极管(LED)相比，深紫外LED的量子效率和发光功率普遍较低。这主要是由于为了获得深紫外的短波长发光，LED的量子阱必须采用AlGaN材料，相应的，就需要采用Al组分更高的AlGaN层作为量子垒层。进一步地，为了有效抑制电子泄漏，在深紫外LED中就必须采用Al组分极高的电子阻挡层(EBL)，从而增大了材料的外延生长难度，并有可能产生大量的晶体缺陷，使得材料外延质量变差，器件内部非辐射复合过程增强，导致LED发光效率降低。另一方面，极高Al组分的EBL会对空穴的输运带来不利影响，降低了空穴的注入效率，减小了有源区内的空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深紫外AlGaN基多量子阱发光二极管，其特征在于，主要包括衬底(1)、AlN本征层(2)、N型AlGaN模板层(3)、多量子阱有源区(4)、AlGaN复合势垒层(5)、P型AlGaN盖层(6)、P型GaN欧姆接触层(7)、N型欧姆电极(8)、P型欧姆电极(9)；所述二极管为层状结构，所述衬底(1)位于底层，所述P型GaN欧姆接触层(7)位于顶层；自底层至顶层依次为所述AlN本征层(2)、所述N型AlGaN模板层(3)、所述多量子阱有源区(4)、所述AlGaN复合势垒层(5)、所述P型AlGaN盖层(6)，层层依次相接；所述AlN本征层(2)以底层衬底(1)为基础生长而成，所述N型AlGaN模板层(3)在所述AlN本征层(2)上生长而成，依次类推；在所述N型AlGaN模板层(3)层，设置有台阶，台阶面与组成二极管的各层面平行，上台阶面与所述多量子阱有源区(4)相连接，下台阶面与所述N型欧姆电极(8)相连接；所述P型欧姆电极(9)位于所述P型GaN欧姆接触层(7)上侧；所述衬底(1)材料为蓝宝石；所述AlN本征层(2)生长在所述衬底(1)上，厚度为500～1000nm；所述N型AlGaN模板层(3)生长在所述AlN本征层(2)上，厚度为2～4μm，所述N型AlGaN模板层(3)中，用Si作n型掺杂剂，掺杂浓度不小于1
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18
cm
‑3；所述多量子阱有源区(4)生长在所述N型AlGaN模板层(3)上，所述多量子阱有源区(4)中量子阱层为AlGaN层，其厚度为3～4nm；量子垒层为Al组分高于量子阱中Al组分的AlGaN层，其厚度为10～15nm；AlGaN量子阱与AlGaN量子垒交替生长的重复周期数不小于2；所述AlGaN复合势垒层(5)生长在所述多量子阱有源区(4)上，其厚度为20～30nm，同时满足不小于多量子阱有源区(4)中量子垒层厚度的2倍；所述AlGaN复合势垒层(5)中Al组分沿外延生长方向逐渐减小，所述AlGaN复合势垒层(5)中用Mg做p型掺杂剂，对远离量子阱的区域进行掺杂，保证掺杂区域的厚度等于A...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘炜，赵恒岩，刘泽宇，高俊杰，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：