[发明专利]一种基于AlN/PSS复合衬底的深紫外发光二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种基于AlN/PSS复合衬底的深紫外发光二极管，其特征在于，包括从下到上依次层叠设置的AlN/PSS复合衬底、AlN、AlGaN/AlN超晶格、n-AlGaN接触层、V-pits层、量子阱有源区、AlGaN电子阻挡层、p-AlGaN限制层和p-GaN接触层；

所述V-pits层包括由下至上依次层叠设置的非掺杂u-AlGaN层、轻掺杂n^--AlGaN层和重掺杂n⁺-AlGaN层，其中非掺杂u-AlGaN层厚度为100～150nm，Al组分含量占Al和Ga总量的比值为0.55～0.6，轻掺杂n^--AlGaN层厚度为50～100nm，Al组分含量占Al和Ga总量的比值为0.55～0.6，Si掺杂浓度为10¹⁷～10¹⁸cm^-3，重掺n⁺-AlGaN层厚度为10～50nm，Al组分含量占Al和Ga总量的比值为0.5～0.55，Si掺杂浓度为10¹⁸～10¹⁹cm^-3；

所述量子阱有源区为1～10个周期的垒层/AlGaN阱层/垒层结构，所述AlGaN阱层包括从下到上依次层叠设置的第一梯度阱、第二梯度阱和第三梯度阱；其中，第一梯度阱的AlGaN厚度为0.5～1.5nm，Al组分含量占Al和Ga总量的比值为0.30～0.40，第二梯度阱的AlGaN厚度为1～1.5nm，Al组分含量占Al和Ga总量的比值为0.40～0.45，第三梯度阱的AlGaN厚度为0.5～1.5nm，Al组分含量占Al和Ga总量的比值为0.30～0.40；位于最下层的垒层为n⁺-AlGaN，Al组分含量占Al和Ga总量的比值为0.5～0.55，厚度为5～10nm，Si掺杂浓度为10¹⁸～10¹⁹cm^-3；其他垒层为u-AlGaN，Al组分含量占Al和Ga总量的比值为0.5～0.55，厚度为5～10nm，从下到上各垒层厚度随着量子阱周期数的增加而梯度减薄，从下到上各垒层Al组分含量占Al和Ga总量的比值随着量子阱周期数的增加而梯度减少。

2.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述AlGaN/AlN超晶格为30～50个周期，其中AlGaN厚度为3～5nm，AlN厚度为3～5nm，Al组分含量占Al和Ga总量的比值为0.7～0.9。

3.根据权利要求2所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述n-AlGaN接触层中Al组分含量占Al和Ga总量的比值为0.5～0.6，厚度为0.8～1μm。

4.根据权利要求3所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述AlGaN电子阻挡层中Al组分含量占Al和Ga总量的比值为0.60～0.65，厚度为10～15nm。

5.根据权利要求4所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述p-AlGaN限制层中Al组分含量占Al和Ga总量的比值为0.50～0.55，厚度为50～80nm，Mg掺杂浓度为10¹⁷～10¹⁸cm^-3。

6.根据权利要求5所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述p-GaN接触层厚度为50～80nm，Mg掺杂浓度为10¹⁷～10¹⁸cm^-3。

7.根据权利要求6所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述AlN厚度为300～400nm。