多节多波段紫外LED的制备方法及其紫外LED与应用技术

本发明专利技术公开了一种多节多波段紫外LED的制备方法及其紫外LED与应用，涉及紫外发光二极管技术领域。在衬底上预通入金属铝源及V族反应物，固定温度下分解形成AlN缓冲层；提高生长温度，生长非掺的AlN层，并在此基础上生长一层N型AlwGa1

【技术实现步骤摘要】
多节多波段紫外LED的制备方法及其紫外LED与应用


[0001]本专利技术涉及紫外发光二极管
，更具体的说是涉及一种多节多波段紫外LED的制备方法及其紫外LED与应用。

技术介绍

[0002]科技水平的进步引领着生活水平的不断改善，物质生活和精神生活都有大幅的提升。人们更加关注生活的质量，为了去除水中和空气中的有害细菌，各种消毒杀菌装置孕育而生，而这些杀菌装置的最主要杀菌功能部件为200nm～280nm的UVC段紫外灯，目前比较热门的是采用深紫外UVC
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LED灯。同时医学发现，280nm～320nmUVB波段具有优异的光疗作用，尤其对治疗白癜风有非常好的疗效，已经被广泛应用于医学光疗领域。而320nm～365nm波段具有很好的光固化功能，常被用于美甲固化、打印固化等固化领域。因深紫外LED的杀菌的优异功能，使得深紫外LED的研究和使用不断深入和广泛。目前深紫外LED主要采用AlGaN作为主要生长材料，利用CVD外延生长方法生长出所需要的发光结构。最基本的结构包含AlN缓冲层，AlGaN非掺层，n型AlGaN层，AlGaN量子阱层，AlGaN电子阻挡层，以及P型GaN层。
[0003]虽然，目前紫外深紫外铝镓氮AlGaN LED应用广泛。但是，AlGaN LED还存在应用上的一些难题。发光效率低，目前15milx15mil的芯片在20mA驱动电流下发光亮度约2mW，发光效率低导致杀菌效率也偏低，同时更为遗憾的是目前单颗芯片具有的功能比较单一，单颗芯片无法同时具有杀菌、光疗以及固化功能，使得紫外光的应用也一定程度受到局限。
[0004]因此，对本领域技术人员来说，如何使得单个LED实现多波段的输出提高紫外光的发光效率，是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种多节多波段紫外LED的制备方法及其紫外LED与应用，以解决
技术介绍
中存在的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种多节多波段紫外LED的制备方法，具体步骤包括如下：
[0007]在衬底上预通入金属铝源及V族反应物，固定温度下分解形成AlN缓冲层；
[0008]提高生长温度，生长非掺的AlN层，并在此基础上生长一层N型AlwGa1
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wN层；
[0009]将温度调至生长量子阱的温度，在所述N型AlwGa1
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wN层上生长AlGaN/AlGaN多量子阱结构；
[0010]在已经长好的所述AlGaN/AlGaN多量子阱结构上生长一层P型AlGaN电子阻挡层和空穴注入层；
[0011]重复多次生长所述AlGaN/AlGaN多量子阱结构和所述P型AlGaN电子阻挡层，形成多个[AlGaN/AlGaN多量子阱+P型AlGaN层]组合的多节紫外LED结构。
[0012]可选的，还包括在所述多节紫外LED结构上生长P型GaN层。
[0013]可选的，所述AlN缓冲层的厚度为0
‑
5000nm，所述AlGaN/AlGaN多量子阱结构的周
期厚度为5
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30nm，其中，阱宽为1
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5nm，垒宽为5
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25nm，量子阱的周期数为2
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50。
[0014]可选的，衬底为蓝宝石、硅、碳化硅中的一种。
[0015]可选的，生长设备为金属有机化学气相沉积设备、分子束外延设备、氢化物气相外延设备中的其中一种。
[0016]可选的，N型AlwGa1
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wN的Al组分要高于各层量子阱中的Al组分。
[0017]可选的，各节电子阻挡层AlGaN的Al组分要高于各层量子阱中的Al组分；量子垒AlGaN的Al组分要高于各层量子阱中的Al组分。
[0018]另一方面，提供一种多节多波段紫外LED，所述多节多波段紫外LED采用所述的多节多波段紫外LED的制备方法制备而成。
[0019]还包括一种多节多波段紫外LED的应用，应用于紫外杀菌、光疗以及光固化。
[0020]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种多节多波段紫外LED的制备方法及其紫外LED与应用，具有以下有益的技术效果：
[0021](1)能够根据空穴的扩散长度设计每一节量子阱的宽度以及量子阱的周期数，从而最大限度地提高每一节中量子阱的发光利用率；
[0022](2)可以使每节实现不同的紫外LED功能，如280nm的杀菌功能，310的光疗功能，365nm的光固化功能；
[0023](3)解决紫外LED光效较低的问题，提高紫外LED的出光效率；
[0024](4)因AlN层的缺陷较多，且易于延伸，在量子阱中产生大量的非辐射复合中心，而每一节中都有P型层的存在，可以防止量子阱中位错传递到下一层量子阱中，极大地降低了非辐射复合中心；
[0025](5)每一节中P型AlGaN层的存在，可以进一步增强紫外LED器件的抗静电能力。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术的多节多波段紫外LED的结构图；
[0028]其中，101：Buffer Layer缓冲层、102：非掺杂的AlN基础层、103：N型AlwGa1
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wN层、104：AlxGa1
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xN量子垒层、105：AlyGa1
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yN量子阱、106：生长第一节AlxGa1
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xN最后量子垒层、105：AlyGa1
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yN量子阱、106：生长第一节AlxGa1
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xN最后量子垒层、107：第一节LED中的P型AlzGa1
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zN层、108：生长第n节AltGa1
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tN最后量子垒层、109：第n节LED中的P型AlvGa1
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vN层、110：最后一层P型GaN。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]本专利技术实施例公开了一种多节多波段紫外LED，其结构如图1所示。
[0031]实施例1
[0032]单一波长(280nm)的3节紫外LED的制备方法包括以下步骤：
[0033]1、MOCVD反应室温度升至900℃，压力为400mbar，同时通入三甲基铝(150本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多节多波段紫外LED的制备方法，其特征在于，具体步骤包括如下：在衬底上预通入金属铝源及V族反应物，固定温度下分解形成AlN缓冲层；提高生长温度，生长非掺的AlN层，并在此基础上生长一层N型AlwGa1
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wN层；将温度调至生长量子阱的温度，在所述N型AlwGa1
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wN层上生长AlGaN/AlGaN多量子阱结构；在已经长好的所述AlGaN/AlGaN多量子阱结构上生长一层P型AlGaN电子阻挡层和空穴注入层；重复多次生长所述AlGaN/AlGaN多量子阱结构和所述P型AlGaN电子阻挡层，形成多个[AlGaN/AlGaN多量子阱+P型AlGaN层]组合的多节紫外LED结构。2.根据权利要求1所述的一种多节多波段紫外LED的制备方法，其特征在于，还包括在所述多节紫外LED结构上生长P型GaN层。3.根据权利要求1所述的一种多节多波段紫外LED的制备方法，其特征在于，所述AlN缓冲层的厚度为0
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5000nm，所述AlGaN/AlGaN多量子阱结构的周期厚度为5
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30nm，其中，阱宽为1
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨天鹏，康建，郑远志，陈向东，
申请(专利权)人：马鞍山杰生半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：