[发明专利]基于h-BN/p-AlGaN超晶格的高效深紫外发光二极管

说明书

本发明公开了一种基于h‑BN/p‑AlGaN超晶格的高效深紫外发光二极管及其制备方法，要解决现有深紫外发光二极管的空穴浓度低和电流拥堵问题。其自下而上包括：衬底(1)、n型Al_xGa_1‑xN层(2)、Al_yGa_1‑yN/Al_zGa_1‑zN多量子阱层(3)和p型层(4)，其特征在于：p型层(4)采用h‑BN/p‑Al_wGa_1‑wN超晶格，即h‑BN层和p‑Al_wGa_1‑wN层交替生长，每个h‑BN层和它上面的p‑Al_wGa_1‑wN层组合起来为一个周期，共生长5‑40的周期。本发明提高了器件电导率，增加了空穴浓度，缓解了电流拥堵，从而得到发光功率高的深紫外发光二极管，可用于深紫外发光设备中。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别涉及一种高效横向发光二极管，可用于深紫外发光设备中。

技术背景

深紫外发光二极管可以实现小型化，得到廉价、高效和长寿命的紫外光源，应用前景很广阔。然而却因为常用的AlGaN材料生长困难，掺杂困难，电导率低等因素限制其发展。其中掺杂困难和电导率低是影响其性能的重要因素。若受主杂质掺杂浓度过低则会导致p区空穴浓度低，若受主杂质掺杂浓度过高则会使晶体质量变差，都将使深紫外发光二极管的性能变差，而电导率低就会导致电流扩展不均匀，降低器件的可靠性，从而影响了做成的发光二极管的效率，故增加p区空穴浓度和缓解电流拥堵一直是深紫外发光二极管设计和制作时的重要目标。

目前常见的深紫外发光二极管结构通常包括衬底、n型AlGaN层、多量子阱层和p型层，其p型层常使用AlGaN材料，但AlGaN材料掺杂困难，电导率低，得到的器件内量子效率低，电流拥堵严重，导致得到的深紫外发光二极管发光效率低，可靠性差。

发明内容

本发明的目的在于针对传统深紫外发光二极管的不足，提出一种基于h-BN/p-AlGaN超晶格的高效深紫外发光二极管及制备方法，以提高电导率，减小电流拥堵，增加空穴浓度，从而得到发光功率高的深紫外发光二极管。

为实现上述目的，本发明基于h-BN/p-AlGaN超晶格的高效深紫外发光二极管，自下而上包括：衬底、n型Al_xGa_1-xN层、Al_yGa_1-yN/Al_zGa_1-zN多量子阱层和p型层，其特征在于：p型层采用由h-BN和p-Al_wGa_1-wN按5-40个周期交替生长的h-BN/p-Al_wGa_1-wN超晶格，以增加空穴迁移率，降低深紫外发光二极管中的电流拥堵，提高器件发光效率。

进一步，所述h-BN/p-Al_wGa_1-wN超晶格的的每层h-BN层厚度为3-12nm和p-Al_wGa_1-wN层的厚度为2-10nm，p-Al_wGa_1-wN层掺杂浓度范围为6×10¹⁶cm^-1-6×10¹⁷cm^-1，Al含量w的调整范围为0-1。

进一步，所述的n型Al_xGa_1-xN层的厚度为1000-6000nm，掺杂浓度为5×10¹⁷cm^-1-1×10¹⁹cm^-1，Al含量x的调整范围为0.35-1。