一种深紫外发光二极管及其外延生长方法技术

本发明专利技术提供一种深紫外发光二极管及其外延生长方法，深紫外发光二极管包括由下至上层叠设置的防翘曲层、衬底、本征层、电子注入层、电流扩展层、量子阱有源层、电子阻挡层、空穴注入层以及欧姆接触层，其中，防翘曲层至少包括第一子层，第一子层的材料为氮化铝；上述深紫外发光二极管通过在衬底上远离本征层的一侧外延生长具有氮化铝材料的防翘曲层，由于氮化铝材料的生长温度很高，可以在升温过程中使衬底沿靠近本征层的方向凹陷，从而减缓了衬底在另一侧外延生长其他外延膜层时导致的翘曲形变，进而提高了深紫外发光二极管的外延片内波长以及亮度的均匀性，更进一步提高了深紫外发光二极管的生产良率。光二极管的生产良率。光二极管的生产良率。

【技术实现步骤摘要】
一种深紫外发光二极管及其外延生长方法


[0001]本专利技术涉及半导体光电领域，尤其涉及一种深紫外发光二极管及其外延生长方法。

技术介绍

[0002]在紫外线中，波长在200纳米至350纳米的光线被称为深紫外线。而深紫外发光二极管因其高效、环保、节能、可靠等优势，在照明、杀菌、医疗、印刷、生化检测、高密度的信息储存和保密通讯等领域具有重大的应用价值，这些优势是普通的紫外发光二极管所无法比拟的。
[0003]目前在AlGaN基的深紫外发光二极管的外延生长过程中，由于生长温度较高，热应力会不断积累。巨大的热应力会使衬底产生较大程度的翘曲形变，在生长量子阱有源层的过程中，该翘曲形变会造成外延片内的各点受热不均匀，进而影响外延片内波长和亮度的均匀性。
[0004]因此，亟需一种深紫外发光二极管及其外延生长方法以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，提供一种深紫外发光二极管及其外延生长方法，用于改善现有技术的深紫外发光二极管在高温环境中衬底容易产生较大程度的翘曲形变的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种深紫外发光二极管，包括由下至上层叠设置的防翘曲层、衬底、本征层、电子注入层、电流扩展层、量子阱有源层、电子阻挡层、空穴注入层以及欧姆接触层；
[0007]其中，防翘曲层至少包括第一子层，第一子层的材料为氮化铝。
[0008]在本专利技术实施例提供的深紫外发光二极管中，防翘曲层为单层结构的第一子层，防翘曲层的厚度范围为1～5000nm。
[0009]在本专利技术实施例提供的深紫外发光二极管中，防翘曲层包括由下至上层叠设置的第二子层以及第一子层，第二子层的材料为氮化铝镓；
[0010]其中，第一子层的厚度范围为1～5000nm，第二子层的厚度范围为1～5000nm；防翘曲层中铝组份含量范围为20％～99.9％。
[0011]在本专利技术实施例提供的深紫外发光二极管中，防翘曲层包括由下至上层叠设置的超晶格层以及第一子层，超晶格层是由多个第三子层和多个第四子层交替形成的超晶格结构，第三子层采用氮化铝作为生长材料，第四子层采用氮化铝镓作为生长材料；
[0012]其中，第一子层的厚度范围为1～5000nm，防翘曲层中铝组份含量范围为20％～99.9％。
[0013]在本专利技术实施例提供的深紫外发光二极管中，第三子层的厚度范围为0.1～10nm，第四子层的厚度范围为0.1～10nm，超晶格结构的超晶格周期数范围为2～1000。
[0014]在本专利技术实施例提供的深紫外发光二极管中，第一子层的厚度大于或者等于本征
层的厚度。
[0015]在本专利技术实施例提供的深紫外发光二极管中，第二子层的厚度大于或者等于电子注入层的厚度，第二子层中的铝组份含量的最小值大于或者等于量子阱有源层中的铝组份含量。
[0016]在本专利技术实施例提供的深紫外发光二极管中，超晶格层的厚度大于或者等于电子注入层的厚度；超晶格层中的铝组份含量的最小值大于或者等于量子阱有源层中的铝组份含量。
[0017]相应的，本专利技术实施例还提供一种深紫外发光二极管的外延生长方法，方法包括：
[0018]在一衬底上外延生长防翘曲层；
[0019]翻转衬底，在衬底上远离防翘曲层的一侧外延生长本征层；
[0020]在本征层上外延生长电子注入层；
[0021]在电子注入层上外延生长电流扩展层；
[0022]在电流扩展层上外延生长量子阱有源层；
[0023]在量子阱有源层上外延生长电子阻挡层；
[0024]在电子阻挡层上外延生长空穴注入层；
[0025]在空穴注入层上外延生长欧姆接触层；
[0026]其中，防翘曲层至少包括第一子层，第一子层的材料为氮化铝。
[0027]在本专利技术实施例提供的深紫外发光二极管的外延生长方法中，本征层、电子注入层、电流扩展层、量子阱有源层、电子阻挡层、空穴注入层以及欧姆接触层中任一层的生长温度最大值小于或者等于防翘曲层的生长温度最大值。
[0028]本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术提供一种深紫外发光二极管及其外延生长方法，深紫外发光二极管包括由下至上层叠设置的防翘曲层、衬底、本征层、电子注入层、电流扩展层、量子阱有源层、电子阻挡层、空穴注入层以及欧姆接触层，其中，防翘曲层至少包括第一子层，第一子层的材料为氮化铝；上述深紫外发光二极管通过在衬底上远离本征层的一侧外延生长具有氮化铝材料的防翘曲层，由于氮化铝材料的生长温度很高，可以在升温过程中使衬底沿靠近本征层的方向凹陷，从而减缓了衬底在另一侧外延生长其他外延膜层时导致的翘曲形变，进而提高了深紫外发光二极管的外延片内波长以及亮度的均匀性，更进一步提高了深紫外发光二极管的生产良率。
附图说明
[0029]图1是本专利技术第一实施例所提供的深紫外发光二极管的结构示意图；
[0030]图2是本专利技术第二实施例所提供的深紫外发光二极管的结构示意图；
[0031]图3是本专利技术第三实施例所提供的深紫外发光二极管的结构示意图；
[0032]图4为本专利技术实施例所提供的深紫外发光二极管的外延生长方法工艺流程图。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例，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，均
属于本专利技术保护的范围。
[0034]请参阅图1至图4，本专利技术提供一种深紫外发光二极管100及其外延生长方法，深紫外发光二极管100包括由下至上层叠设置的防翘曲层20、衬底11、本征层12、电子注入层13、电流扩展层14、量子阱有源层15、电子阻挡层16、空穴注入层17以及欧姆接触层18；
[0035]其中，防翘曲层20至少包括第一子层21，第一子层21的材料为氮化铝。
[0036]上述深紫外发光二极管100通过在衬底11上远离本征层12的一侧外延生长具有氮化铝材料的防翘曲层20，由于氮化铝材料的生长温度很高，可以在升温过程中使衬底11沿靠近本征层12的方向凹陷，从而减缓了衬底11在另一侧外延生长其他外延膜层时导致的翘曲形变，进而提高了深紫外发光二极管100的外延片内波长以及亮度的均匀性，更进一步提高了深紫外发光二极管100的生产良率。
[0037]现结合具体实施例对本申请的技术方案进行描述。
[0038]实施例一：
[0039]请参阅图1，图1为本专利技术第一实施例提供的深紫外发光二极管100的结构示意图；本专利技术提供一种深紫外发光二极管100及其外延生长方法，深紫外发光二极管100包括由下至上层叠设置的防翘曲层20、衬底11、本征层12、电子注入层13、电流扩展层14、量子阱有源层15、电子阻挡层16、空穴注入层17以及欧姆接触层18；
[0040本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深紫外发光二极管，其特征在于，包括由下至上层叠设置的防翘曲层、衬底、本征层、电子注入层、电流扩展层、量子阱有源层、电子阻挡层、空穴注入层以及欧姆接触层；其中，所述防翘曲层至少包括第一子层，所述第一子层的材料为氮化铝。2.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述防翘曲层为单层结构的所述第一子层，所述防翘曲层的厚度范围为1～5000nm。3.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述防翘曲层包括由下至上层叠设置的第二子层以及所述第一子层，所述第二子层的材料为氮化铝镓；其中，所述第一子层的厚度范围为1～5000nm，所述第二子层的厚度范围为1～5000nm；所述防翘曲层中铝组份含量范围为20％～99.9％。4.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述防翘曲层包括由下至上层叠设置的超晶格层以及所述第一子层，所述超晶格层是由多个第三子层和多个第四子层交替形成的超晶格结构，所述第三子层采用氮化铝作为生长材料，所述第四子层采用氮化铝镓作为生长材料；其中，所述第一子层的厚度范围为1～5000nm，所述防翘曲层中铝组份含量范围为20％～99.9％。5.根据权利要求4所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述第三子层的厚度范围为0.1～10nm，所述第四子层的厚度范围为0.1～10nm，所述超晶格结构的超晶格周期数范围为2～1000。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张骏，岳金顺，张毅，陈景文，
申请(专利权)人：苏州紫灿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：