【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种半导体紫光紫外发光二极管。
技术介绍
1、半导体元件特别是半导体发光元件具有可调范围广泛的波长范围，发光效率高，节能环保，可使用超过10万小时的长寿命、尺寸小、应用场景多、可设计性强等因素，蓝光(发光波长440-460nm)和绿光(发光波长520-540nm)搭配荧光粉已逐渐取代白炽灯和荧光灯，成长普通家庭照明的光源，并广泛应用新的场景，如户内高分辨率显示屏、户外显屏、mini-led、micro-led、手机电视背光、背光照明、路灯、汽车大灯、车日行灯、车内氛围灯、手电筒等应用领域。
2、紫外发光二极管(发光波长350-420nm)uva波段可应用于3d固化、美甲固化、光疗、皮肤治疗、植物照明等应用领域。半导体紫外发光二极管使用蓝宝石衬底生长，晶格失配和热失配大，导致较高的缺陷密度和极化效应，降低半导体发光元件的发光效率；同时，氮化物半导体结构具有非中心对称性，沿c轴方向会产生较强的自发极化，叠加晶格失配的压电极化效应，形成本征极化场；该本征极化场沿(001)方向，使多量子阱层产生较强的量子限制stark效应，引起能带倾斜和电子空穴波函数空间分离，降低电子空穴的辐射复合效率；半导体紫外发光二极管的空穴离化效率远低于电子离化效率，导致空穴浓度低于电子浓度2个数量级以上，过量的电子会从多量子阱溢出至第二导电型半导体产生非辐射复合，空穴离化效率低会导致第二导电型半导体的空穴难以有效注入多量子阱中，空穴注入多量子阱的效率低，导致多量子阱的发光效率低。与传统半导体蓝光发光二极管不同，
技术实现思路
1、为解决上述技术问题之一，本专利技术提供了一种半导体紫光紫外发光二极管。
2、本专利技术实施例提供了一种半导体紫光紫外发光二极管，包括从下至上依次设置的衬底、n型半导体、量子阱和p型半导体，所述量子阱具有压电极化系数分布和自发极化系数分布特性。
3、优选地，所述量子阱的压电极化系数具有正弦函数y＝asin(bx+c)+d的曲线分布。
4、优选地，所述量子阱的自发极化系数具有余弦函数y＝ecosn(fx+g)+h的曲线分布。
5、优选地，所述量子阱中还具有in元素分布、al元素分布和in/al元素比例分布；
6、所述量子阱的in元素的峰值位置往衬底方向的下降角度为α；
7、所述量子阱的in元素的峰值位置往p型半导体方向的下降角度为β；
8、所述量子阱的al元素的峰值位置往衬底方向的下降角度为δ；
9、所述量子阱的al元素的峰值位置往p型半导体方向的下降角度为σ；
10、所述量子阱的in/al元素比例的峰值位置往衬底方向的下降角度为γ；
11、所述量子阱的in/al元素比例的峰值位置往p型半导体方向的下降角度为θ；
12、其中：10°≤δ≤σ≤γ≤θ≤α≤β≤90°。
13、优选地，所述量子阱中还具有in/c元素比例分布、in/o元素比例分布、in/h元素比例分布、al/c元素比例分布、al/o元素比例分布和al/h元素比例分布；
14、所述量子阱的in/c元素比例的峰值位置往衬底方向的下降角度为
15、所述量子阱的in/o元素比例的峰值位置往衬底方向的下降角度为ψ；
16、所述量子阱的in/h元素比例的峰值位置往衬底方向的下降角度为μ；
17、所述量子阱的al/c元素比例的峰值位置往衬底方向的下降角度为υ；
18、所述量子阱的al/o元素比例的峰值位置往衬底方向的下降角度为ρ；
19、所述量子阱的al/h元素比例的峰值位置往衬底方向的下降角度为ω；
20、其中：
21、优选地，所述量子阱中还具有in/mg元素比例分布、in/si元素比例分布、al/mg元素比例分布和al/si元素比例分布；
22、所述量子阱的in/mg元素比例的峰值位置往衬底方向的下降角度为ε；
23、所述量子阱的in/si元素比例的峰值位置往衬底方向的下降角度为η；
24、所述量子阱的al/mg元素比例的峰值位置往衬底方向的下降角度为κ；
25、所述量子阱的al/si元素比例的峰值位置往衬底方向的下降角度为ζ；
26、其中：25°≤ζ≤κ≤η≤ε≤90°。
27、优选地，所述量子阱的in元素、in/al元素比例、in/c元素比例、in/o元素比例、in/h元素比例、in/mg元素比例、in/si元素比例的峰值位置往衬底方向的变化角度具有如下关系：
28、优选地，所述量子阱的al元素、al/c元素比例、al/o元素比例、al/h元素比例、al/mg元素比例、al/si元素比例的峰值位置往衬底方向的变化角度具有如下关系：10°≤ω≤ρ≤υ≤ζ≤κ≤δ≤90°。
29、优选地，所述量子阱为阱层和垒层组成的周期结构，量子阱周期为q:1≤q≤15；
30、所述量子阱的阱层为ingan、alingan、alinn、gan、algan、inn的任意一种或任意组合，阱层厚度为10埃米至100埃米；
31、所述量子阱的垒层为gan、alingan、algan、aln、alinn的任意一种或任意组合，厚度为5埃米至200埃米；
32、所述量子阱的发光波长为200nm至425nm的紫外光，波长半高宽为10nm至50nm。
33、优选地，所述n型半导体为gan、algan、ingan、alingan、aln、inn、alinn、sic、ga2o3、bn、gaas、gap、inp、algaas、alingaas、algainp、ingaas、alinas、alinp、algap、ingap的任意一种或任意组合，所述n型半导体的厚度为50埃米至90000埃米；
34、所述p型半导体包括gan、algan、ingan、alingan、aln、inn、alinn、sic、ga2o3、bn、gaas、gap、inp、algaas、alingaas、algainp、ingaas、alinas、alinp、algap、ingap的任意一种或任意组合，所述p型半导体的厚度为10埃米至8000埃米；
35、所述衬底包括蓝宝石、硅、ge、ga2o3、石墨烯、bn、sic、aln、gan、gaas、inp、蓝宝石/sio2复合衬底、蓝宝石/aln复合衬底、蓝宝石/sinx、镁铝尖晶石mgal2o4、mgo、zno、zrb2、lialo2和ligao2复合衬底的任意一种。
36、本专利技术的有益效果如下：本专利技术通过设计半导体紫光紫外发光二极管中量子阱中的压电极化系数分布和自发极化系数分布特本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种半导体紫光紫外发光二极管，包括从下至上依次设置的衬底、n型半导体、量子阱和p型半导体，其特征在于，所述量子阱具有压电极化系数分布和自发极化系数分布特性。
2.根据权利要求1所述的半导体紫光紫外发光二极管，其特征在于，所述量子阱的压电极化系数具有正弦函数y＝Asin(Bx+C)+D的曲线分布。
3.根据权利要求1所述的半导体紫光紫外发光二极管，其特征在于，所述量子阱的自发极化系数具有余弦函数y＝Ecosn(Fx+G)+H的曲线分布。
4.根据权利要求1所述的半导体紫光紫外发光二极管，其特征在于，所述量子阱中还具有In元素分布、Al元素分布和In/Al元素比例分布；
5.根据权利要求4所述的半导体紫光紫外发光二极管，其特征在于，所述量子阱中还具有In/C元素比例分布、In/O元素比例分布、In/H元素比例分布、Al/C元素比例分布、Al/O元素比例分布和Al/H元素比例分布；
6.根据权利要求5所述的半导体紫光紫外发光二极管，其特征在于，所述量子阱中还具有In/Mg元素比例分布、In/Si元素比例分布、Al/Mg元素
7.根据权利要求6所述的半导体紫光紫外发光二极管，其特征在于，所述量子阱的In元素、In/Al元素比例、In/C元素比例、In/O元素比例、In/H元素比例、In/Mg元素比例、In/Si元素比例的峰值位置往衬底方向的变化角度具有如下关系：
8.根据权利要求6所述的半导体紫光紫外发光二极管，其特征在于，所述量子阱的Al元素、Al/C元素比例、Al/O元素比例、Al/H元素比例、Al/Mg元素比例、Al/Si元素比例的峰值位置往衬底方向的变化角度具有如下关系：10°≤ω≤ρ≤υ≤ζ≤κ≤δ≤90°。
9.根据权利要求1所述的半导体紫光紫外发光二极管，其特征在于，所述量子阱为阱层和垒层组成的周期结构，量子阱周期为q:1≤q≤15；
10.根据权利要求1所述的半导体紫光紫外发光二极管，其特征在于，所述n型半导体为GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN、AlN、InN、AlInN、SiC、Ga2O3、BN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP的任意一种或任意组合，所述n型半导体的厚度为50埃米至90000埃米；
...【技术特征摘要】
1.一种半导体紫光紫外发光二极管，包括从下至上依次设置的衬底、n型半导体、量子阱和p型半导体，其特征在于，所述量子阱具有压电极化系数分布和自发极化系数分布特性。
2.根据权利要求1所述的半导体紫光紫外发光二极管，其特征在于，所述量子阱的压电极化系数具有正弦函数y＝asin(bx+c)+d的曲线分布。
3.根据权利要求1所述的半导体紫光紫外发光二极管，其特征在于，所述量子阱的自发极化系数具有余弦函数y＝ecosn(fx+g)+h的曲线分布。
4.根据权利要求1所述的半导体紫光紫外发光二极管，其特征在于，所述量子阱中还具有in元素分布、al元素分布和in/al元素比例分布；
5.根据权利要求4所述的半导体紫光紫外发光二极管，其特征在于，所述量子阱中还具有in/c元素比例分布、in/o元素比例分布、in/h元素比例分布、al/c元素比例分布、al/o元素比例分布和al/h元素比例分布；
6.根据权利要求5所述的半导体紫光紫外发光二极管，其特征在于，所述量子阱中还具有in/mg元素比例分布、in/si元素比例分布、al/mg元素比例分布和al/si元素比例分布；
7.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑锦坚，蓝家彬，张会康，黄军，季徐芳，陈三喜，蔡鑫，刘紫涵，李水清，
申请(专利权)人：安徽格恩半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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