[发明专利]一种紫外LED芯片结构

说明书

本发明公开了一种紫外LED芯片结构，包括由下至上依次设置的n型层、有源区多量子阱和p型层，在p型层的上表面设置一层AlN/AlGaN空穴电流扩展异质结构；本技术方案中，通过在p型层上表面外延一层AlN/AlGaN空穴电流扩展异质结构，可利用该异质结构形成的沟道实现空穴的快速迁移，实现空穴在芯片平面内的均匀分布，有效规避p型氮化物的较高电阻形成的电阻拥堵效应，使空穴在芯片的各个角落得以均匀注入到紫外LED芯片的有源区多量子阱中，最终提高紫外LED芯片的内部量子效率，推动氮化物基紫外LED的效率提升与应用。

技术领域

本发明涉及光电子器件技术领域，尤其涉及的是一种紫外LED芯片结构。

背景技术

紫外发光二极管（light emitting diode，以下简称LED），因其波长短、光子能量高、光束均匀等优点，在物理杀菌、高显色指数的照明以及高密度光存储等领域有着重要的应用。目前，大量的研究已经在晶体质量、高A1组分和短波长结构设计等技术方面取得了重要突破，成功制备300纳米以下的深紫外LED器件，实现毫瓦级的功率输出，并在可靠性方面取得很大进展。

但是，现有的紫外LED的空穴在芯片平面内的不均匀分布，导致p型氮化物因较高电阻形成的电阻拥堵效应，限制了紫外LED芯片的内部量子效率，在移动程度上限制了氮化物基紫外LED的效率提升与应用。

因此，现有的技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紫外LED芯片结构，旨在解决现有的紫外LED的空穴在芯片平面内不均匀分布，导致p型氮化物因较高电阻形成的电阻拥堵效应，限制紫外LED芯片内部量子效率的问题。

本发明的技术方案如下：一种紫外LED芯片结构，其中，包括由下至上依次设置的n型层、有源区多量子阱和p型层，在p型层的上表面设置一层AlN/AlGaN空穴电流扩展异质结构。

所述的紫外LED芯片结构，其中，所述n型层为氮化物N型层。

所述的紫外LED芯片结构，其中，所述p型层为氮化物p型层。

所述的紫外LED芯片结构，其中，还包括衬底和缓冲层，所述衬底、缓冲层、n型层、有源区多量子阱、p型层由下至上依次设置。

所述的紫外LED芯片结构，其中，所述AlN/AlGaN空穴电流扩展异质结构外延在紫外芯片的氮化物p型层表面，其中AlGaN中的Al组分的质量占整个AlN/AlGaN空穴电流扩展异质结构质量的百分比介于0到30%之间。

所述的紫外LED芯片结构，其中，所述AlN/AlGaN空穴电流扩展异质结构在其异质界面中形成空穴沟。

所述的紫外LED芯片结构，其中，所述AlN/AlGaN空穴电流扩展异质结构中AlN的厚度小于20nm大于3nm。

所述的紫外LED芯片结构，其中，所述AlN/AlGaN空穴电流扩展异质结构中AlGaN的厚度小于50nm大于5nm。

所述的紫外LED芯片结构，其中，所述AlN/AlGaN空穴电流扩展异质结构表面的金属电极位于紫外LED芯片的表面边缘处。

所述的紫外LED芯片结构，其中，所述AlN/AlGaN空穴电流扩展异质结构表面的金属电极原子利用热扩散或者离子注入的方式扩散进入AlN/AlGaN空穴电流扩展异质结构的沟道中。

本发明的有益效果：本发明通过提供一种紫外LED芯片结构，通过在p型层上表面外延一层AlN/AlGaN空穴电流扩展异质结构，可利用该异质结构形成的沟道实现空穴的快速迁移，实现空穴在芯片平面内的均匀分布，有效规避p型氮化物的较高电阻形成的电阻拥堵效应，使空穴在芯片的各个角落得以均匀注入到紫外LED芯片的有源区多量子阱中，最终提高紫外LED芯片的内部量子效率，推动氮化物基紫外LED的效率提升与应用。

附图说明