[发明专利]深紫外LED制备方法

说明书

本申请提出一种深紫外LED制备方法，包括：提供衬底，并在所述衬底上形成缓冲层；在所述缓冲层上形成间隔设置的掩膜层；在所述掩膜层之间的间隙生长n型AlGaN层，形成垂直分布的纳米柱阵列；在所述n型AlGaN层上依次生长量子阱层、p型AlGaN层和p型GaN层，形成从内到外依次为n型AlGaN层、量子阱层、p型AlGaN层和p型GaN层的核壳结构。本申请所提出的的深紫外LED制备方法，量子阱层相比于传统外延结构LED具有较大面积，可以提高发光面积，并且所述量子阱层大部分出光方向垂直于C面，不受量子限制斯塔克效应的影响，提高发光效率。

技术领域

本发明涉及LED领域，特别是涉及一种深紫外LED制备方法。

背景技术

深紫外LED作为光源，有别于传统的气体深紫外光源和水银深紫外光源，具有方便、高效、环保等优点。深紫外LED高铝组分三元或四元氮化物是制备深紫外LED的核心材料。但长期以来，基于高铝组分氮化物的深紫外LED一直面临着LED中非活性材料对紫外光的吸收很强以及量子限制斯塔克效应等问题，导致深紫外LED的发光效率较低，这大大制约了深紫外LED的广泛应用。

目前，LED结构中引入纳米线，将大幅提高光取出效率，成为紫外LED研究的热点。现有的纳米线制作工艺主要是通过自上而下的刻蚀制成。这种纳米线工艺是在LED外延片结构上进行刻蚀而得，虽然这种结构能提升光取出效率，但是也损失了大面积的量子阱发光层，而且刻蚀的断面存在大量悬挂键，易形成非辐射复合中心，降低了发光效率。此外这种纳米线结构没有解决量子限制斯塔克效应，内建极化电场依然存在，降低了电子空穴复合的几率，导致内量子效率低下。

发明内容

本申请提出一种深紫外LED制备方法，包括：

提供衬底，并在所述衬底上形成缓冲层；

在所述缓冲层上形成间隔设置的掩膜层；

在所述掩膜层之间的间隙生长n型AlGaN层，形成垂直分布的纳米柱阵列；

在所述n型AlGaN层上依次生长量子阱层、p型AlGaN层和p型GaN层，形成从内到外依次为n型AlGaN层、量子阱层、p型AlGaN层和p型GaN层的核壳结构。

在一个实施例中，生长形成所述纳米柱阵列的温度为1100℃-1300℃，Ⅴ族元素与Ⅲ族元素浓度的比值为200-300。

在一个实施例中，生长形成所述核壳结构的的温度为1000℃-1200℃，Ⅴ族元素与Ⅲ族元素浓度的比值为400-500。

在一个实施例中，所述量子阱层包括多个AlGaN/GaN异质结构。

在一个实施例中，所述掩膜层为二氧化硅或者氮化硅。

在一个实施例中，所述纳米柱的高度为2um-15um。

在一个实施例中，形成所述缓冲层的过程为：将所述衬底放入MOCVD反应室中，在800℃-1000℃的温度下，通入氨气和含有铝源的气体。

在一个实施例中，形成所述间隔设置的掩膜层的过程为：

在所述缓冲层上生长连续的掩膜层；

所述掩膜层上涂覆光刻胶，对光刻胶按预设的图案进行曝光、显影；

对光刻胶和掩膜层进行刻蚀，去除部分掩膜层，暴露出部分缓冲层。

本申请所提出的的深紫外LED制备方法，量子阱层相比于传统外延结构LED具有较大面积，可以提高发光面积，并且所述量子阱层大部分出光方向垂直于C面，不受量子限制斯塔克效应的影响，提高发光效率。

附图说明

图1为一个实施例所提出的深紫外LED制备方法的流程图；