[发明专利]紫外发光器件

说明书

本发明公开了一种紫外发光器件。该发光器件包括：n型接触层，其包括GaN层；p型接触层，其包括AlGaN或AlInGaN层；以及多量子阱结构的有源区，其位于n型接触层与p型接触层之间。另外，多量子阱结构的有源区包括厚度小于2nm的GaN层或InGaN层，以发射峰值波长为340nm至360nm的紫外线。本发明的紫外发光器件能够发射波长在340nm至360nm范围内的紫外光。

技术领域

本发明涉及一种无机半导体发光器件，并且更具体地涉及一种发射波长不超过360nm的紫外光的紫外发光器件。

背景技术

一般而言，氮化镓类半导体已经广泛用于紫外、蓝色/绿色发光二极管(lightemitting diode)或激光二极管(laser diode)，作为全彩显示器、交通灯、普通照明和光通信器件的光源。具体地，由于氮化铟镓(InGaN)化合物半导体的带隙较窄，因此其已经受到越来越多地重视。

使用氮化镓类化合物半导体的发光器件已经用于各种应用中，例如大规模全彩平板显示器件、背光源、交通信号、室内照明、高密度光源、高分辨率输出系统、光通信等。

GaN的带隙能量为约3.42eV，其对应于波长为约365nm的光能。因此，使用GaN或InGaN作为阱层的发光器件通常已经用于发射波长不小于365nm的紫外光或蓝光。同时，为了提供发射波长不大于365nm的紫外光的发光二极管，需要增加阱层的带隙，并且因此，使用具有添加至GaN或InGaN的铝(Al)的阱层(参见韩国专利公开第10-2012-0129449号)。

此外，阻挡层或接触层包括比AlGaN或AlInGaN阱层更高的Al含量，以便具有比阱层更宽的带隙。然而，随着Al含量的增加，AlGaN或AlInGaN层应当在更高温度和更低压力下生长。即，其生长条件变得严格，并且由此难以形成具有良好晶体质量的外延层。此外，随着Al含量的增加，晶体缺陷，例如由应力引起的裂纹或穿透位错易于出现在外延层中，因此，难以形成具有良好晶体质量的外延层。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供一种能够发射波长在340nm至360nm范围内的紫外光的紫外(UV)发光器件。

本发明的另一个目的是提供一种其中阱层的晶体质量得到改善的紫外发光器件。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种发光器件，其包括：包括GaN层的n型接触层；包括AlGaN层或AlInGaN层的p型接触层；以及设置在n型接触层和p型接触层之间的具有多量子阱结构的有源区。此外，具有多量子阱结构的有源区包括由GaN或InGaN形成的厚度小于2nm的阱层，并且发射峰值波长在340nm至360nm范围内的紫外光。

由GaN或InGaN形成的阱层形成为厚度小于2nm，从而使带隙量子化，进而能够发射峰值波长在340nm至360nm范围内的紫外光。此外，n型接触层包括GaN层，使得可以形成具有良好晶体质量的阱层，并且，使用由不含有Al的GaN或InGaN形成的阱层，使得可以形成具有更好的晶体质量的阱层。

同时，由GaN或InGaN形成的阱层的厚度可以不小于1nm但小于2nm。只要由GaN或InGaN形成的阱层执行作为阱层的功能，那么就没有对由GaN或InGaN形成的阱层的厚度的下限特别加以限制，但是为了外延层生长过程的稳定性，所述厚度可以优选地不小于1nm。

同时，具有多量子阱结构的有源区还包括阻挡层。在此，阻挡层可以包含Al并且可以由AlInGaN形成。阻挡层包括In，使得阱层与阻挡层之间的晶格失配可以得到减轻。

根据一些示例性实施方案，具有多量子阱结构的有源区的阱层和阻挡层可以在不同的生长温度下生长。此外，阱层和阻挡层可以通过将In、Ga和N的源气体连续地引入至腔室中且将Al的源气体间歇地引入至腔室中而生长。