[发明专利]紫外LED外延结构及其制备方法

说明书

本申请提供一种紫外LED外延结构及其制备方法，涉及发光二极管领域，所述外延结构包括：衬底、第一AlN层、第二AlN层、N型Al_aGa_1‑aN欧姆接触层、Al_xGa_1‑xN/Al_yGa_1‑yN多量子阱有源层、复合电子阻挡层、P型Al_dGa_1‑dN过渡层和P型GaN欧姆接触层。由于复合电子阻挡层的每个周期中插入有第一delta‑Mg层和第二delta‑Mg层，因而可以显著提高空穴浓度；此外，复合电子阻挡层是由第一子层、第二子层、第三子层和第四子层交叠生长m个周期后得到的超晶格结构，能够有效增加电子阻挡层的电子阻挡能力，使更多的载流子在多量子阱发光区辐射复合，大大提高了紫外LED的光输出功率。

技术领域

本发明涉及发光二极管领域，更具体地，涉及一种紫外LED(Light-EmittingDiode，发光二极管)外延结构及其制备方法。

背景技术

近年来，凭借着安全、体积小、环保、高效、低能耗等特点，紫外LED光源逐渐取代传统的汞灯光源，广泛应用于医疗、食品处理、细菌消杀等多个领域。

通常，紫外线根据波长可被划分为UVA(Ultraviolet A，长波紫外线)、UVB(Ultraviolet B，中波紫外线)和UVC(Ultraviolet A，短波紫外线)；其中，UVA、UVB和UVC对应的波长范围分别为315～400nm、280～315nm及200～280nm。由于AlGaN基紫外LED中Al原子迁移率低，且存在较大的晶格失配和热失配，这就导致AlGaN材料结晶质量变差。并且，随着紫外LED的工作波长变短，P型AlGaN层中的Al组分增加，Mg的激活能也随之增加，进而Mg激活效率变差，致使空穴浓度不足，降低了紫外LED的光输出功率。

因此，如何提高AlGaN材料的P型掺杂浓度和空穴浓度，并进一步提高紫外LED的光输出功率已成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种紫外LED外延结构及其制备方法，能够提高空穴浓度，使更多的载流子在多量子阱发光区辐射复合，从而提高紫外LED的光输出功率。

第一方面，本申请提供一种紫外LED外延结构，所述外延结构包括：

衬底；

生长在所述衬底表面的第一AlN层；

位于所述第一AlN层远离所述衬底一侧的第二AlN层；

位于所述第二AlN层远离所述衬底一侧的N型Al_aGa_1-aN欧姆接触层；

位于所述N型Al_aGa_1-aN欧姆接触层远离所述衬底一侧的Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN多量子阱有源层；

位于所述Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN多量子阱有源层远离所述衬底一侧的复合电子阻挡层；

位于所述复合电子阻挡层远离所述衬底一侧的P型Al_dGa_1-dN过渡层；

位于所述P型Al_dGa_1-dN过渡层远离所述衬底一侧的P型GaN欧姆接触层；