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用于光电微型传感器的宽谱紫外发光二极管及其制作方法技术

技术编号:8791918 阅读:230 留言:0更新日期:2013-06-10 12:46
本发明专利技术公开了一种用于光电微型传感器的宽谱紫外发光二极管及其制作方法,采用不同铝组分的多量子阱结构作为有源区。本发明专利技术在结构中设计了AlGaN/AlN超晶格缓冲层,实现由蓝宝石衬底到n型AlGaN势垒层的应力释放,为材料的质量提供保障。因为在较低铝组分的AlGaN中才能形成良好的p型欧姆接触,所以有源层的结构也是采取先生长高铝组分的AlGaN层,再依次生长低铝组分的AlGaN层。p型Ni/Au欧姆电极大面积覆盖p型GaN欧姆接触层来实现电流的均匀传输。本发明专利技术提供的紫外发光二极管结构,其有源层的多个量子阱由不同铝组分的AlGaN材料构成,从而可以提高其光谱宽度,实现连续波段的紫外光源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体发光器件
,特别是一种新型宽谱紫外发光二极管芯片结构,可为紫外光电传感器提供较宽连续光谱,可以用在水质监测、医疗检测等领域。
技术介绍
发光二极管(Light Emitting Diode,LED)是以半导体PN结为基本单元的新一代固体发光器件,其利用空间电荷区内电子与空穴的复合产生光子达到发光效应。现有的发光二极管(LED)多以量子阱或多量子阱为有源区来束缚电子空穴对从而达到较高的发光效率。以GaN为代表的II1-N基发光二极管作为一种新型的固体光源,具有低功耗、发光效率高、寿命长等特点。其中紫外发光二极管(UV-LED)主要是利用高铝(Al)组分的AlGaN构成宽带隙多量子阱结构。金属有机物化学气相沉积(Metal-organicChemical Vapor Deposition,MOCVD)方法是利用金属有机物三甲基镓(trimethylgallium)和三甲基招(trimethyalIuminum)作为三族元素Ga和Al的源,并用氨气(NH3)作为五族元素N的源,生长薄膜时,将载流气体氢气(H2)通过有机金属反应源的容器时,将反应源的饱和蒸气带至反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光电微型传感器的宽谱紫外发光二极管,其结构沿Ga面的生长方向由下至上依次为:蓝宝石衬底(1)、AlN缓冲层(2)、AlGaN/AlN超晶格缓冲层(3)、硅掺杂的n型AlGaN势垒层(4)、有源区?AlGaN多量子阱层(5)、镁掺杂的p型AlGaN势垒层(6)、镁掺杂p型GaN欧姆接触层(7)、从硅掺杂的n型AlGaN势垒层(4)引出n型欧姆接触电极Ti/Al/Ti/Au层(8)、从镁掺杂p型GaN欧姆接触层(7)引出p型欧姆电极Ni/Au层(9)、其中有源区?AlGaN多量子阱层(5)为铝组分不同的多量子阱结构。

【技术特征摘要】
1.一种用于光电微型传感器的宽谱紫外发光二极管,其结构沿Ga面的生长方向由下至上依次为:蓝宝石衬底(1)、A1N缓冲层(2)、AlGaN/AlN超晶格缓冲层(3)、硅掺杂的η型AlGaN势垒层(4)、有源区-AlGaN多量子阱层(5)、镁掺杂的ρ型AlGaN势垒层(6)、镁掺杂P型GaN欧姆接触层(7)、从硅掺杂的η型AlGaN势垒层(4)引出η型欧姆接触电极Ti/Al/Ti/Au层(8)、从镁掺杂ρ型GaN欧姆接触层(7)引出P型欧姆电极Ni/Au层(9)、其中有源区-AlGaN多量子阱层(5)为铝组分不同的多量子阱结构。2.根据权利要求1所述的宽谱紫外发光二极管,其特征在于:所述有源区-AlGaN多量子阱层(5)包括周期性的量子垒/量子阱,沿Ga面生长方向铝组分分别为:势垒层0.75、阱层0.62、势垒层0.75、阱层0.53、势垒层0.65、阱层0.47、势垒层0.60、阱层0.41、势垒层0.55、阱层 0.325、势垒层 0.44。3.根据权利要求2 所述的宽谱紫外发光二极管,其特征在于:所述有源区-AlGaN多量子阱层(5)的势垒层和量子阱的厚度分别为3nm和12nm。4.根据权利要求1或2或3所述的宽谱紫外发光二极管,其特征在于:所述宽谱紫外发光二极管米取背出光方式。5.根据权利要求1或2或3所述的宽谱紫外发光二极管,其特征在于:所述ρ型金属电极Ni/Au层(9)覆盖镁掺杂ρ型GaN欧姆接触层(7)的面积达2/3以上。6.根据权利要求5所述的宽谱紫外发光二极管,其特征在于:所述ρ型金属电极Ni/Au层(9)中Ni/Au的厚度分别为5nm/5nm。7.根据权利要求6所述的宽谱紫外发光二极管,其特征在于:所述AlN缓冲层(2)厚度为10 15nm ;AlGaN/AlN的超晶格缓冲层(3)的周期数为5,Al组分为0.7,其中每个周期的Ala7Gaa3N和AlN分别生长5 7nm和5 7nm ;n型AlGaN势垒层(4)厚度为2 3μ m,其中Al组分为0.8 ;p型AlGaN势垒层(6)中铝的组分为0.5,厚度为50nm ;p型GaN欧姆接触层⑵厚度为IOOnm ;n型Ti/Al/Ti/Au欧姆电极层⑶中Ti/Al/Ti/Au的厚度分别为 30nm/80nm/30nm/100nm。8.—种权利要求1至7中任一项所述的用于光电微型传感器的宽谱紫外发光二极管的制作方法,其步骤包括: A、在蓝宝石衬底(I)上用MOCVD方法生长AlN缓冲层(2); B、在AlN缓冲层(2)上生长AlGaN/AIN超晶格缓冲层(3); C、在AlGaN/AIN超晶格缓冲层(3)上生长硅掺杂的η型AlGaN势垒层(4...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈敦军马继昭张荣郑有炓
申请(专利权)人:南京大学
类型:发明
国别省市:

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