[发明专利]一种氮化物发光器件及其制备方法

权利要求书

1.一种氮化物发光器件，其特征在于至少包括n-型电子注入层、p-型空穴注入层和多量子阱有源层，多量子阱有源层夹在n-型电子注入层和p-型空穴注入层之间；

所述n-型电子注入层为n型GaN、AlGaN、InGaN和AlInGaN四种化合物中的至少一种；所述n-型电子注入层的禁带宽度大于量子阱有源层的禁带宽度；

所述p-型空穴注入层为p型GaN、AlGaN、InGaN和AlInGaN四种化合物中的至少一种；所述p-型空穴注入层的禁带宽度大于量子阱有源层的禁带宽度；

所述量子阱的垒为GaN、AlGaN、InGaN和AlInGaN四种化合物中的至少一种；所述阱为GaN、AlGaN、InGaN三种化合物中的至少一种，垒的禁带宽度大于阱的禁带宽度；

所述多量子阱有源层由非对称耦合量子阱组成，非对称耦合量子阱包括至少两个量子阱，所述量子阱的垒层＜10nm，相邻量子阱之间存在耦合效应，阱中的电子和空穴能够隧穿通过垒层进入下一个量子阱；

所述量子阱中基态能级间的跃迁能量逐渐变化，跃迁能量大的阱接近p-型空穴注入层，跃迁能量小的阱接近n-型电子注入层；

所述多量子阱有源区为一组非对称耦合量子阱，或多组非对称耦合量子阱的组合，组与组之间用氮化物插入层进行连接。

2.如权利要求1所述氮化物发光器件的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在蓝宝石衬底上利用MOCVD方法，依次生长低温缓冲层、未掺杂的GaN层、掺Si的n型GaN层、InGaN/GaN多量子阱有源层、掺Mg的p型AlGaN层和p型GaN层，并在外延片生长完成后进行退火，以提高p型层中的空穴浓度；

2)在LED外延片上，采用感应耦合等离子体部分地刻蚀p型GaN层、p型AlGaN层、InGaN/GaN多量子阱有源层，形成一台面状，并暴露出n型GaN层，在露出的n型GaN层上制备n型电极；

3)在剩余未刻蚀的p型GaN层上制备p型电流扩展层以及p型电极。

3.如权利要求1所述氮化物发光器件的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在蓝宝石衬底上利用MOCVD方法，依次生长低温缓冲层，未掺杂的GaN层，n型GaN层，n型AlGaN/GaN超晶格光限制层，n型GaN波导层，InGaN多量子阱有源层，p型 AlGaN载流子限制层，p型GaN波导层，p型AlGaN/GaN超晶格光限制层，p型GaN层，并在外延片生长完成后进行退火，以提高p型层中的空穴浓度；

2)在制作的激光器的外延结构表面采用蒸发的方法蒸镀金属层，并利用剥离方法形成图形，然后在氮气气氛或氮气与氧气的混合气氛中进行合金化，形成良好的p型欧姆接触电极；

3)利用介质膜或光刻胶作掩膜，采用感应耦合等离子体技术在蒸镀了p型欧姆接触电极的激光器外延结构上刻蚀出激光器的n型接触区域；

4)利用光刻胶作掩膜刻蚀出激光器的脊型结构，并保留剩余的光刻胶掩膜，并在刻蚀出脊型结构的激光器上蒸镀或沉积SiO₂介质膜隔离层，并采用剥离的方法露出脊型表面的p型欧姆接触电极；

5)采用光刻和蒸镀金属电极的方法形成激光器的p型加厚电极和n型欧姆接触电极；

所述蒸镀金属层的材料为金、银、镍、铂、钯中的一种，或金、银、镍、铂、钯中的两种或三种金属的合金。