[发明专利]一种氧化镓基紫外发光二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化镓基紫外发光二极管，其特征在于：包括由下至上依次设置的蓝宝石衬底、AlN成核层、Ga₂O₃缓冲层、n型Ga₂O₃层、Ga₂O₃/GaN量子阱有源区、p型AlN/Ga₂O₃超晶格结构电子阻挡层、p型Ga₂O₃层和氧化铟锡透明导电层，在氧化铟锡透明导电层上引出p型欧姆电极，在n型Ga₂O₃层上引出n型欧姆电极。

2.根据权利要求1所述的氧化镓基紫外发光二极管，其特征在于：所述蓝宝石衬底为r面、m面或a面中的任意一种蓝宝石衬底。

3.根据权利要求1所述的氧化镓基紫外发光二极管，其特征在于：所述AlN成核层的厚度为5-50 nm，Ga₂O₃缓冲层的厚度为300-2000 nm，n型Ga₂O₃层的厚度为400-1000 nm，Ga₂O₃/GaN量子阱有源区的周期数为10-25对，p型AlN/Ga₂O₃超晶格结构电子阻挡层的厚度为10-100 nm，p型Ga₂O₃层的厚度为80-200 nm。

4.根据权利要求1所述的氧化镓基紫外发光二极管，其特征在于：所述n型Ga₂O₃层中，采用Si进行n型掺杂，其中Si的掺杂浓度介于1×10¹⁸至1×10²⁰ cm^-3之间。

5.根据权利要求1所述的氧化镓基紫外发光二极管，其特征在于：所述Ga₂O₃/GaN量子阱有源区与p型Ga₂O₃层之间用p型AlN/ Ga₂O₃超晶格结构电子阻挡层隔开。

6.根据权利要求5所述的氧化镓基紫外发光二极管，其特征在于：在Ga₂O₃层中采用Mg进行掺杂，其中Mg的掺杂浓度介于1×10¹⁸至1×10²⁰ cm^-3之间。

7.根据权利要求5所述的氧化镓基紫外发光二极管，其特征在于：所述p型AlN/Ga₂O₃超晶格结构电子阻挡层中，超晶格的重复周期数为5-20对。

8.根据权利要求1所述的氧化镓基紫外发光二极管，其特征在于：所述p型Ga₂O₃层中，采用Mg进行掺杂，其中Mg的掺杂浓度介于1×10¹⁸至1×10²⁰ cm^-3之间。

9.一种权利要求1所述的氧化镓基紫外发光二极管的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：

步骤1：在蓝宝石衬底上生长一层AlN成核层；

步骤2：在AlN成核层上生长一层Ga₂O₃缓冲层；

步骤3：在Ga₂O₃缓冲层上生长一层n型Ga₂O₃层；

步骤4：在n型Ga₂O₃层上生长一层Ga₂O₃/GaN量子阱有源区；

步骤5：在Ga₂O₃/GaN量子阱有源区上生长一层p型AlN/Ga₂O₃超晶格结构电子阻挡层；

步骤6：在p型AlN/Ga₂O₃超晶格结构电子阻挡层上生长一层p型Ga₂O₃层；

步骤7：p型Ga₂O₃层上生长一层氧化铟锡透明导电层；

步骤8：在氧化铟锡透明导电层上进行台面刻蚀，露出n型Ga₂O₃层；

步骤9：在氧化铟锡透明导电层上蒸镀p型Ni/Au/Ni/Au欧姆电极，并且对电极进行退火处理；

步骤10：在n型Ga₂O₃层台面上蒸镀n型Ti/Al/Ti/Au欧姆电极，并且对电极进行退火处理。