[发明专利]基于h-BN电子阻挡层的高效深紫外发光二极管及制备方法

权利要求书

1.一种基于h-BN电子阻挡层的高效深紫外发光二极管，自下而上包括：衬底(1)、n型Al_xGa_1-xN(2)、Al_yGa_1-yN/Al_zGa_1-zN多量子阱层(3)、电子阻挡层(4)、p型Al_wGa_1-wN(5)，所述衬底(1)采用GaN或AlN或蓝宝石或SiC或Si；其特征在于：电子阻挡层(4)采用h-BN材料，以降低深紫外发光二极管中的电流泄露，提高器件发光效率。

2.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于：所述电子阻挡层(4)的厚度为10-100nm。

3.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于：所述n型Al_xGa_1-xN层(2)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。

4.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于：所述Al_yGa_1-yN/Al_zGa_1-zN多量子阱层(3)由厚度为1-8nm的Al_yGa_1-yN阱层和厚度为8-25nm的Al_zGa_1-zN垒层交替生长3-8个周期组成，其中Al含量y的调整范围为0.25-0.9，Al含量z的调整范围为0.35-1。

5.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于：所述p型Al_wGa_1-wN层(5)的厚度为100-300nm，掺杂浓度为5×10¹⁷cm^-1-1×10¹⁹cm^-1，Al含量w的调整范围为0-1。

6.一种基于h-BN电子阻挡层的高效深紫外发光二极管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在MOCVD反应炉中，对衬底进行加热预处理，加热温度为900-1300℃；

2)在预处理后的衬底上利用MOCVD设备生长厚度为1000-6000nm，掺杂浓度为5×10¹⁷cm^-1-1×10¹⁹cm^-1的n型Al_xGa_1-xN层，其中Al含量x的调整范围为0.35-1；

3)在n型Al_xGa_1-xN层上利用MOCVD设备生长Al_yGa_1-yN/Al_zGa_1-zN多量子阱层，即厚度为1-8nm的Al_yGa_1-yN阱层和厚度为8-25nm的Al_zGa_1-zN垒层交替生长3-8个周期，其中Al含量y的调整范围为0.25-0.0.9，Al含量z的调整范围为0.35-1；

4)在多量子阱最上层的Al_zGa_1-zN势垒层上利用MOCVD设备生长厚度为10-100nm的h-BN电子阻挡层；

5)在h-BN电子阻挡层上利用MOCVD设备生长厚度为100-300nm，掺杂浓度为5×10¹⁷cm^-1-1×10¹⁹cm^-1的p型Al_WGa_1-WN层，其中Al含量w的调整范围为0-1；

6)将反应室温度维持在750-900℃，在N₂气氛下，退火5-10min，完成对基于h-BN电子阻挡层的高效深紫外发光二极管的制备。