[发明专利]深紫外LED及其制造方法

说明书

本发明涉及一种能够提高光提取效率的深紫外LED。一种深紫外LED，其将设计波长设为λ，所述深紫外LED的特征在于，从基板的相反侧按顺序具有反射电极层、金属层、p型GaN接触层、以及相对于波长λ透明的p型AlGaN层、多量子势垒层或者电子阻挡层、势垒层、量子阱层，所述p型AlGaN层的膜厚处于100nm以内，具有反射型光子晶体周期结构，该反射型光子晶体周期结构具有多个空孔，所述多个空孔至少包括所述p型GaN接触层和所述p型AlGaN层的界面，并设置于在所述基板方向上未超过所述p型AlGaN层的厚度方向的范围内，当从所述空孔的基板方向上的端面至量子阱层的距离为所述势垒层和所述多量子势垒层(或者所述电子阻挡层)的膜厚的合计值以上且处于80nm以内、以及其深度h处于所述p型AlGaN层和所述p型GaN接触层的膜厚的合计值以内时，能够获得光提取效率的极大值，并且，所述反射型光子晶体周期结构具有相对于TE偏振分量而形成的光子带隙，所述光子晶体周期结构的周期a相对于所述设计波长为λ的光满足布拉格条件，并且，当布拉格条件式中的次数m满足1≤m≤5、且所述空孔的半径设为R时，满足使得光子带隙最大的R/a。

技术领域

本发明涉及AlGaN基深紫外LED技术。

背景技术

发光波长为280nm以下的深紫外LED在杀菌、净水及空气净化、医疗等广泛的应用领域中作为水银灯杀菌灯的替代技术而受到关注。然而，LED的电光转换效率(WPE)为百分之几，与水银灯的20％相比明显较低。其主要理由在于，发出的光在p型GaN接触层中被吸收50％以上，因此光提取效率(LEE)低至6％左右。

根据专利文献1，在包括p型GaN接触层和p型AlGaN层的界面在内的厚度方向上设置光子晶体，由此使入射光反射而抑制上述吸收。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5757512号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，若上述文献中设置的光子晶体的深度未达到与周期等同或大于周期的300nm左右的深度，则无法获得有效的反射效果。因此，需要p型GaN接触层和p型AlGaN层的膜厚的总和达到300nm以上、或者p型AlGaN接触层的膜厚达到300nm以上。

但是，若将p型AlGaN层设为300nm的膜厚，则会白浊而无法确保足够的透明度，其结果是，产生LEE下降的问题。

本发明的目的在于提供能够在深紫外LED中提高光提取效率的新技术。

用于解决问题的方法

根据本发明的第一观点，提供一种深紫外LED，其将设计波长设为λ，所述深紫外LED的特征在于，从基板的相反侧按顺序具有反射电极层、金属层、p型GaN接触层、以及相对于波长λ透明的p型AlGaN层、多量子势垒层(或者电子阻挡层)、势垒层、量子阱层，所述p型AlGaN层的膜厚处于100nm以内，具有反射型光子晶体周期结构，该反射型光子晶体周期结构具有多个空孔，所述多个空孔至少包括所述p型GaN接触层和所述p型AlGaN层的界面，并设置于在所述基板方向上未超过所述p型AlGaN层的厚度方向的范围内，当从所述空孔的基板方向上的端面至量子阱层的距离为所述势垒层和所述多量子势垒层(或者所述电子阻挡层)的膜厚的合计值以上且处于80nm以内、以及其深度h处于所述p型AlGaN层和所述p型GaN接触层的膜厚的合计值以内时，能够获得光提取效率的极大值，并且，所述反射型光子晶体周期结构具有相对于TE偏振分量而形成的光子带隙，所述光子晶体周期结构的周期a相对于所述设计波长为λ的光满足布拉格条件，并且，当布拉格条件式中的次数m满足1≤m≤5、且所述空孔的半径设为R时，满足使得光子带隙最大的R/a。