深紫外发光二极管外延片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种深紫外发光二极管外延片及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
深紫外发光二极管外延片及其制备方法、深紫外LED


[0001]本专利技术涉及光电
，尤其涉及一种深紫外发光二极管外延片及其制备方法
、
深紫外
LED。

技术介绍

[0002]近年来，采用基材料制作的发光二极管
(LED)、
激光器
(LD)
等光电器件，在学术界和企业界引起了广泛的关注和兴趣
。GaN
材料领域的进步促进了高亮度
LED
的商业化应用，并且人们也意识到了可以使用材料制作寿命超过的
10000h
的激光器
。
目前，生长高
Al
组分的薄膜的一个挑战是获得低位错密度
、
高晶体质量的材料
。
在
AlGaN
生长过程中，
Al
原子与表面的黏附系数远大于
Ga
原子，故其在表面的移动性就比较差，生长中很难到达最合适的格点位置，而是就近成核生长，因此在成核层生长时会形成高密度的小岛，导致后续成核小岛合并产生大量的位错，使得
AlGaN
外延层晶体质量下降，甚至导致
AlGaN
外延层薄膜龟裂
。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种深紫外发光二极管外延片，其能够提高
N
型半导体层晶体质量，释放
N
型半导体层应力，降低外延层缺陷密度，提升紫外深紫外发光二极管的发光效率
。
[0004]本专利技术所要解决的技术问题还在于，提供一种深紫外发光二极管外延片的制备方法，其工艺简单，能够稳定制得发光效率良好的深紫外发光二极管外延片
。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种深紫外发光二极管外延片，包括衬底，所述衬底上依次设有缓冲层
、
非掺杂
AlGaN
层
、
复合
N
型半导体层
、
有源层
、
电子阻挡层
、P
型
AlGaN
层和
P
型接触层；
[0006]所述复合
N
型半导体层包括至少一个复合层，所述复合层包括依次层叠的
N
型
AlGaN
层
、BN
层
、SiN
层
。
[0007]在一种实施方式中，所述
N
型
AlGaN
层的
Si
掺杂浓度呈梯形变化，
Si
掺杂浓度沿生长方向先升高，后维持恒定不变，再下降
。
[0008]在一种实施方式中，所述
N
型
AlGaN
层的
Si
掺杂浓度为1×
10
17
atoms/cm3～1×
10
21
atoms/cm3；
[0009]所述
N
型
AlGaN
层的
Al
组分为
0.01
～
0.8。
[0010]在一种实施方式中，所述第
N
型
AlGaN
层的厚度为
50nm
～
500nm
；
[0011]所述
BN
层的厚度为
1nm
～
10nm
；
[0012]所述
SiN
层的厚度为
1nm
～
10nm。
[0013]在一种实施方式中，所述复合
N
型半导体层包括1～
50
个复合层
。
[0014]为解决上述问题，本专利技术还提供了一种深紫外发光二极管外延片的制备方法，包括以下步骤：
[0015]S1、
准备衬底；
[0016]S2、
在所述衬底上依次沉积缓冲层
、
非掺杂
AlGaN
层
、
复合
N
型半导体层
、
有源层
、
电子阻挡层
、P
型
AlGaN
层和
P
型接触层；
[0017]所述复合
N
型半导体层包括至少一个复合层，所述复合层包括依次层叠的
N
型
AlGaN
层
、BN
层
、SiN
层
。
[0018]在一种实施方式中，所述
N
型
AlGaN
层采用下述方法制得：
[0019]将反应室的温度控制在
1000℃
～
1300℃
，压力控制在
50torr
～
500torr
，通入
N2、H2和
NH3，
N2、H2和
NH3的通入比例为1：
(1
～
10)
：
(1
～
10)
，通入
N
源
、Ga
源
、Al
源
、Si
源，生长所述
N
型
AlGaN
层
。
[0020]在一种实施方式中，所述
BN
层采用下述方法制得：
[0021]将反应室的温度控制在
1000℃
～
1300℃
，压力控制在
50torr
～
500torr
，通入
N2、H2和
NH3，
N2、H2和
NH3的通入比例为1：
(1
～
10)
：
(1
～
10)
，通入
N
源
、B
源，生长所述
BN
层
。
[0022]在一种实施方式中，所述
SiN
层采用下述方法制得：
[0023]将反应室的温度控制在
1000℃
～
1300℃
，压力控制在
50torr
～
500torr
，通入
N2、H2和
NH3，
N2、H2和
NH3的通入比例为1：
(1
～
10)
：
(1
～
10)
，通入
N
源
、Si
源，生长所述
SiN
层
。
[0024]相应地，本专利技术还提供了一种深紫外<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外延片，其特征在于，包括衬底，所述衬底上依次设有缓冲层
、
非掺杂
AlGaN
层
、
复合
N
型半导体层
、
有源层
、
电子阻挡层
、P
型
AlGaN
层和
P
型接触层；所述复合
N
型半导体层包括至少一个复合层，所述复合层包括依次层叠的
N
型
AlGaN
层
、BN
层
、SiN
层
。2.
如权利要求1所述的深紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述
N
型
AlGaN
层的
Si
掺杂浓度呈梯形变化，
Si
掺杂浓度沿生长方向先升高，后维持恒定不变，再下降
。3.
如权利要求1所述的深紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述
N
型
AlGaN
层的
Si
掺杂浓度为1×
10
17
atoms/cm3～1×
10
21
atoms/cm3；所述
N
型
AlGaN
层的
Al
组分为
0.01
～
0.8。4.
如权利要求1所述的深紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述第
N
型
AlGaN
层的厚度为
50nm
～
500nm
；所述
BN
层的厚度为
1nm
～
10nm
；所述
SiN
层的厚度为
1nm
～
10nm。5.
如权利要求1所述的深紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述复合
N
型半导体层包括1～
50
个复合层
。6.
一种如权利要求1～6任一项所述的深紫外发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
准备衬底；
S2、
在所述衬底上依次沉积缓冲层
、
非掺杂
AlGaN
层
、
复合
N
型半导体层
、
有源层
、
电子阻挡层
、P
型
AlGaN
层和
P
型接触层；所述复合
N

【专利技术属性】
技术研发人员：程龙，郑文杰，高虹，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：