[发明专利]紫外LED外延结构及其制备方法

说明书

本申请提供了一种紫外LED外延结构及其制备方法，涉及发光二极管技术领域。紫外LED外延结构中，Al_xGa_1‑xN/Al_yGa_1‑yN多量子阱有源层包括第一发光结构和第二发光结构，由于第一发光结构的每个第一Al_yGa_1‑yN量子垒层掺Si，至少一个第一Al_xGa_1‑xN量子阱层掺Si，在AlGaN材料中掺入Si元素后会形成N型半导体，能够提高导通性，有利于降低多量子阱有源区的电阻，并进一步降低紫外LED的工作电压。此外，设置第一Al_xGa_1‑xN量子阱层中的Si掺杂浓度低于第一Al_yGa_1‑yN量子垒层中的Si掺杂浓度，也可以提高有源区对电子的限制作用，有利于提高紫外LED的发光强度。

技术领域

本发明涉及发光二极管技术领域，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

与传统的紫外光源相比，紫外LED具有光效高、寿命长、体积小、不含有毒物质等诸多优点，因而各个领域对紫外LED的研究也趋于热门。

通常，对于工作波长在365-400nm的近紫外LED，其量子阱为InGaN材料，外量子效率较高，可达到50-60％；而对于波长短于365nm的AlGaN基紫外LED，由于生长过程中Al原子的迁移率较低，导致AlGaN材料生长质量差，进而使外量子效率大幅度下降。并且，AlGaN材料的势垒较高，容易阻挡电子和空穴；随着Al组分的增加，掺杂效率也逐渐降低。目前，蓝光LED芯片的电压约为3V，而深紫外LED芯片的电压却在5.5-8V。

显然，过高的工作电压会严重影响紫外LED的发光效率及使用寿命，如何有效降低紫外LED的工作电压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，能够有效降低多量子阱有源区的阻值，进而降低紫外LED的工作电压，延长其使用寿命。

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；

位于所述衬底的表面的第一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P型Al_bGa_1-bN电子阻挡层；

位于所述P型Al_bGa_1-bN电子阻挡层远离所述衬底一侧的P型GaN欧姆接触层；

其中，所述Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN多量子阱有源层包括第一发光结构，以及位于所述第一发光结构远离所述衬底一侧的第二发光结构；