[发明专利]一种紫外LED外延结构及其生长方法

说明书

本申请公开了一种紫外LED外延结构，包括衬底；位于所述衬底第一侧的缓冲层；位于所述缓冲层背离所述衬底一侧的未掺杂的GaN层；位于所述未掺杂的GaN层背离所述缓冲层一侧的N型GaN层；位于所述N型GaN层背离所述未掺杂的GaN层一侧的多量子阱结构层；位于所述多量子阱结构层背离所述N型GaN层一侧的Al组分变化的电子阻挡层；位于所述Al组分变化的电子阻挡层背离所述多量子阱结构层一侧的P型GaN层。本申请中阻挡层为Al组分变化的电子阻挡层，抑制极化电场带来的量子限制斯达克效应，减少电子从多量子阱结构层隧穿至P型GaN层，从而提高内量子效率。本申请还提供一种具有上述优点的紫外LED外延结构生长方法。

技术领域

本申请涉及LED技术领域，特别是涉及一种紫外LED外延结构及其生长方法。

背景技术

紫外LED(Light Emitting Diode，发光二极管)具有使用成本低、寿命长、环保等优点，其应用范围十分广泛，例如空气和水的净化、消毒，紫外医疗，高密度光学存储系统，全彩显示器，以及固态白光照明等等。

但是，紫外LED仍然存在一些问题需要解决，例如AlGaN基紫外LED的内量子效率较低。目前主要是通过引入电子阻挡层，减少多量子阱有源区电子泄露，从而提高内量子效率，而在紫外LED中，要想达到理想的电子阻挡效果，对电子阻挡层中AlGaN材料中Al组分的要求较高，高掺杂Al阻挡层生长非常困难。

发明内容

本申请的目的是提供一种紫外LED外延结构及其生长方法，以提高紫外LED的内量子效率。

为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

一种紫外LED外延结构，包括：

衬底；

位于所述衬底第一侧的缓冲层；

位于所述缓冲层背离所述衬底一侧的未掺杂的GaN层；

位于所述未掺杂的GaN层背离所述缓冲层一侧的N型GaN层；

位于所述N型GaN层背离所述未掺杂的GaN层一侧的多量子阱结构层；

位于所述多量子阱结构层背离所述N型GaN层一侧的Al组分变化的电子阻挡层；

位于所述Al组分变化的电子阻挡层背离所述多量子阱结构层一侧的P型GaN层。

可选的，所述Al组分变化的电子阻挡层包括：

位于所述多量子阱结构层背离所述N型GaN层一侧的Al_0.1Ga_0.9N 层；

位于所述Al_0.1Ga_0.9N层上表面的Al_0.15Ga_0.85N层；

位于所述Al_0.15Ga_0.85N层上表面的Al_0.2Ga_0.8N层；

位于所述Al_0.2Ga_0.8N层上表面的Al_0.25Ga_0.75N层。

可选的，所述未掺杂的GaN层长温度为1030℃-1050℃，厚度为 2.5μm。

可选的，所述缓冲层生长温度为510℃-530℃，厚度为25nm，并在1030℃-1050℃下恒温预设时间以使所述缓冲层重结晶。

可选的，所述多量子阱结构层包括依次层叠六个周期的Al_xGa_1-xN 层和GaN层。