[发明专利]一种硅基氮化物紫外LED外延结构及其实现方法

权利要求书

1.一种硅基氮化物紫外LED外延结构，其特征在于，所述LED外延结构从由下往上依次为：硅衬底层、应力控制层、n型电流扩展层、有源区准备层、有源区发光层、电子阻挡层、p型电流扩展层以及p型欧姆接触层；其中，所述应力控制层由至少一层Al_xGa_1-xN层构成，0≦x≦1；所述n型电流扩展层为硅掺杂的n型Al_yGa_1-yN层，0≦y≦1；所述n型电流扩展层中的Al组分小于或等于应力控制层中各Al_xGa_1-xN层中Al组分的平均值；

所述应力控制层由多层Al_xGa_1-xN层构成，其中，每层所述Al_xGa_1-xN层中x的取值范围为0≦x≦1，且各层之间的Al组分采用突变、线性连续渐变或非线性连续渐变的方式进行过渡；

或，所述应力控制层由Al_x1Ga_1-x1N和Al_x2Ga_1-x2N组成的超晶格结构构成，其中，0≦x1≦1，0≦x2≦1；

所述有源区准备层由至少一层In_aAl_bGa_1-a-bN层构成，每层所述In_aAl_bGa_1-a-bN层中a和b的取值范围分别为：0≦a≦1，0≦b≦1；

或，所述有源区准备层由In_a1Al_b1Ga_1-a1-b1N和In_a2Al_b2Ga_1-a2-b2N组成的超晶格结构构成，其中，0≦a1≦1，0≦b1≦1，0≦a2≦1，0≦b2≦1；所述有源区准备层的总厚度在0～500nm之间。

2.根据权利要求1所述的硅基氮化物紫外LED外延结构，其特征在于：

所述有源区发光层为In_cAl_dGa_1-c-dN/In_eAl_fGa_1-e-fN多量子阱结构，其中，0≦c≦1，0≦d≦1，0≦e≦1，0≦f≦1；

在所述有源区发光层中，所述In_cAl_dGa_1-c-dN为厚度在1～10nm之间的量子阱层；所述In_eAl_fGa_1-e-fN为厚度在3～25nm之间的量子垒层。

3.根据权利要求2所述的硅基氮化物紫外LED外延结构，其特征在于：在所述有源区发光层中的所述In_eAl_fGa_1-e-fN量子垒层中掺杂硅，掺杂硅的浓度在5×1016～1×1019cm-2之间；

或，

所述有源区发光层中的所述In_eAl_fGa_1-e-fN量子垒层中非故意掺杂。

4.根据权利要求1所述的硅基氮化物紫外LED外延结构，其特征在于：

所述电子阻挡层由至少一层Al_gGa_1-gN层构成，每层所述Al_gGa_1-gN层中g的取值范围为0≦g≦1；

所述电子阻挡层中各Al_gGa_1-gN层中的Al组分的平均值高于所述有源区发光层中In_eAl_fGa_1-e-fN量子垒层中的Al组分。