【技术实现步骤摘要】
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
1、深紫外发光二极管中，algan是一种直接带隙宽禁带半导体材料，其禁带宽度可通过改变al元素的掺入量(从禁带宽度为3.4ev的gan到禁带宽度为6.2ev的aln连续可调)，以实现365nm到200nm光谱范围内的发光，且具有物理化学性质稳定、耐高温、抗辐照等优异性能，是当前制备半导体深紫外光源器件的最佳候选材料。而且，algan基的深紫外发光二极管相比于传统汞灯具有体积小、功耗低、环保安全和集成度高等诸多优势，将有望在未来几年取得突破性进展以及巨大应用，近年来受到越来越多的关注和重视。
2、目前基于algan材料的深紫外发光二极管的发光效率仍然较低，一个主要原因是势阱层有源区的界面不陡峭，且势垒层中的杂质容易进入到势阱层中，造成非辐射复合。同时，势阱层有源区通常是在低温下生长以防止algan分解，然而这会导致algan的al组分不可控，无法做到对出射光波长的准确控制。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种深紫外发光二极管，用于改善现有技术的深紫外发光二极管的光输出功率较低的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术首先提供了一种深紫外发光二极管，包括由下至上层叠设置的衬底、本征层、电子注入层、量子阱有源层、电子阻挡层以及空穴注入层，量子阱有源层包括交替设置的至少一个势阱层和至少两个势垒层，每个势阱层插入在两个相邻的势垒层之间，势阱层以及势垒层均包括al
3、其中，每个势阱层与其相邻的势垒层之间设置有半导体覆盖层，半导体覆盖层的生长温度小于algan材料的分解温度，半导体覆盖层的材料为algan。
4、优选地，量子阱有源层的周期数大于等于2且小于等于50，周期数为正整数。
5、优选地，势阱层的材料为alx1gay1n，其中，10％＜x1＜90％，且x1+y1＝1；势阱层的厚度范围为1nm～3nm。
6、优选地，势垒层的材料为alx2gay2n，其中，20％＜x2＜100％，且x2+y2＝1；势垒层的厚度范围为2nm～20nm。
7、优选地，半导体覆盖层的材料为alx3gay3n，其中，5％＜x3＜70％，且x3+y3＝1；半导体覆盖层的厚度范围为0.1nm～1nm。
8、优选地，半导体覆盖层以及势阱层均为非故意掺杂层，势垒层为n型掺杂层。
9、优选地，势垒层中n型掺杂剂的掺杂浓度范围为1e17cm-3～1e20cm-3。
10、相应地，本专利技术还提供一种深紫外发光二极管的外延生长方法，方法包括：
11、在一衬底上外延生长本征层；
12、在本征层上外延生长电子注入层；
13、在电子注入层上外延生长量子阱有源层；
14、在量子阱有源层上外延生长电子阻挡层；
15、在电子阻挡层上外延生长空穴注入层；
16、其中，量子阱有源层包括交替设置的至少一个势阱层和至少两个势垒层，每个势阱层插入在两个相邻的势垒层之间，势阱层以及势垒层均包括algan材料；每个势阱层与其相邻的势垒层之间设置有半导体覆盖层，半导体覆盖层的生长温度小于algan材料的分解温度，半导体覆盖层的材料为algan。
17、优选地，半导体覆盖层的材料为alx3gay3n，其中，5％＜x3＜70％，且x3+y3＝1；半导体覆盖层的厚度范围为0.1nm～1nm。
18、优选地，势阱层的生长温度大于algan材料的分解温度，势阱层的生长速率不超过0.5nm/s。
19、本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术提供了一种深紫外发光二极管及其制备方法，深紫外发光二极管包括由下至上层叠设置的衬底、本征层、电子注入层、量子阱有源层、电子阻挡层以及空穴注入层，量子阱有源层包括交替设置的至少一个势阱层和至少两个势垒层，每个势阱层插入在两个相邻的势垒层之间，势阱层以及势垒层均包括algan材料，其中，每个势阱层与其相邻的势垒层之间设置有半导体覆盖层，半导体覆盖层的生长温度小于algan材料的分解温度，半导体覆盖层的材料为algan。本专利技术通过在每个势阱层与其相邻的势垒层之间设置半导体覆盖层，且半导体覆盖层的生长温度小于algan材料的分解温度，半导体覆盖层的材料为algan，半导体覆盖层可以防止高温下势阱层中的ga组分分解，使势阱层的生长速率可以降低，同时使势阱层的al组分可控，使势阱层及势垒层间的界面陡峭；另外半导体覆盖层的存在，也可以防止势垒层中的n型掺杂剂向势阱层中扩散，降低非辐射复合几率，进而实现了深紫外发光二极管的光输出效率的提升。
本文档来自技高网...【技术保护点】
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衬底、本征层、电子注入层、量子阱有源层、电子阻挡层以及空穴注入层，所述量子阱有源层包括交替设置的至少一个势阱层和至少两个势垒层，每个所述势阱层插入在两个相邻的所述势垒层之间，所述势阱层以及所述势垒层均包括AlGaN材料；
2.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述量子阱有源层的周期数大于等于2且小于等于50，所述周期数为正整数。
3.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述势阱层的材料为Alx1Gay1N，其中，10％＜x1＜90％，且x1+y1＝1；所述势阱层的厚度范围为1nm～3nm。
4.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述势垒层的材料为Alx2Gay2N，其中，20％＜x2＜100％，且x2+y2＝1；所述势垒层的厚度范围为2nm～20nm。
5.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述半导体覆盖层的材料为Alx3Gay3N，其中，5％＜x3＜70％，且x3+y3＝1；所述半导体覆盖层的厚度范围为0.1n
6.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述半导体覆盖层以及所述势阱层均为非故意掺杂层，所述势垒层为N型掺杂层。
7.根据权利要求6所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述势垒层中N型掺杂剂的掺杂浓度范围为1E17cm-3～1E20cm-3。
8.一种深紫外发光二极管的外延生长方法，其特征在于，所述方法包括：
9.根据权利要求8所述的深紫外发光二极管的外延生长方法，其特征在于，所述半导体覆盖层的材料为Alx3Gay3N，其中，5％＜x3＜70％，且x3+y3＝1；所述半导体覆盖层的厚度范围为0.1nm～1nm。
10.根据权利要求8所述的深紫外发光二极管的外延生长方法，其特征在于，所述势阱层的生长温度大于AlGaN材料的分解温度，所述势阱层的生长速率不超过0.5nm/s。
...【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衬底、本征层、电子注入层、量子阱有源层、电子阻挡层以及空穴注入层，所述量子阱有源层包括交替设置的至少一个势阱层和至少两个势垒层，每个所述势阱层插入在两个相邻的所述势垒层之间，所述势阱层以及所述势垒层均包括algan材料；
2.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述量子阱有源层的周期数大于等于2且小于等于50，所述周期数为正整数。
3.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述势阱层的材料为alx1gay1n，其中，10％＜x1＜90％，且x1+y1＝1；所述势阱层的厚度范围为1nm～3nm。
4.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述势垒层的材料为alx2gay2n，其中，20％＜x2＜100％，且x2+y2＝1；所述势垒层的厚度范围为2nm～20nm。
5.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述半导体覆...
【专利技术属性】
技术研发人员：张骏，陈圣昌，张毅，岳金顺，
申请(专利权)人：苏州紫灿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。