[发明专利]紫外发光二极管的外延片及其制备方法有效

专利信息
申请号: 202011189257.8 申请日: 2020-10-30
公开(公告)号: CN112397621B 公开(公告)日: 2022-03-18
发明(设计)人: 刘旺平;刘春杨;梅劲;葛永晖;张武斌;王烨 申请(专利权)人: 华灿光电(苏州)有限公司
主分类号: H01L33/10 分类号: H01L33/10;H01L33/22;H01L33/00;H01L33/44
代理公司: 北京三高永信知识产权代理有限责任公司 11138 代理人: 吕耀萍
地址: 215600 江苏省苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 紫外 发光二极管 外延 及其 制备 方法
【说明书】:

本公开提供了一种紫外发光二极管的外延片及其制备方法,属于发光二极管领域。所述外延片包括:衬底和沉积在所述衬底上的外延层,所述外延层包括顺次层叠在所述衬底上的缓冲层、未掺杂AlGaN层、N型AlGaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P型AlGaN层,所述外延层还包括位于所述电子阻挡层和所述P型AlGaN层之间的反射层,所述反射层由若干交错排列的凸块组成,所述凸块的凸出方向与所述外延层的沉积方向相同且所述凸块的横截面的面积沿所述外延层的沉积方向逐渐减小。本公开能够大幅提高出光效率。

技术领域

本公开涉及发光二极管领域,特别涉及一种紫外发光二极管的外延片及其制备方法。

背景技术

近年来,许多研究者已经开发出了AlGaN基高亮度的紫外发光二极管。AlGaN基紫外发光二极管的外延片的基本结构通常为,衬底以及沉积在衬底上的缓冲层、n型掺杂层、多量子阱层、电子阻挡层和p型层。

由于光从有源区(多量子阱层)出发到达表面临界时由于全反射作用会使光从侧面或被衬底吸收,使其发光效率偏低,影响外量子效率。因此,如何提高紫外发光二极管的发光效率成为行业研究的热点。相关技术提供了一种提高发光效率的紫外发光二极管的外延片,其主要是在衬底与缓冲层之间设置Al膜,Al膜在整个紫外波段具有近90%的高反射率,因此可以将多量子阱层产生的紫外光中射向衬底的部分反射出去。

在实现本公开的过程中,发明人发现相关技术至少存在以下问题:一是Al膜仅反射射向衬底的紫外光,不能反射射向侧面的紫外光;二是反射回的紫外光需经过整个外延层朝出光表面出射,使得大部分反射回的紫外光再次被整个外延层吸收,降低了反射率。

发明内容

本公开实施例提供了一种紫外发光二极管的外延片及其制备方法,能够大幅提高出光效率。所述技术方案如下:

一方面,提供了一种紫外发光二极管的外延片,所述外延片包括:衬底和沉积在所述衬底上的外延层,所述外延层包括顺次层叠在所述衬底上的缓冲层、未掺杂AlGaN层、N型AlGaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P型AlGaN层,

所述外延层还包括位于所述电子阻挡层和所述P型AlGaN层之间的反射层,所述反射层由若干交错排列的凸块组成,所述凸块的凸出方向与所述外延层的沉积方向相同且所述凸块的横截面的面积沿所述外延层的沉积方向逐渐减小。

可选地,所述凸块为锥形体。

可选地,所述反射层为未掺杂GaN层或未掺杂AlGaN层。

可选地,所述反射层为P型掺杂GaN层。

可选地,所述反射层的P型掺杂剂为Mg,掺杂浓度为1017cm-3-1018cm-3

可选地,所述反射层的厚度为50nm-100nm。

另一方面,提供了一种紫外发光二极管的外延片的制备方法,所述制备方法包括:

提供衬底;

在所述衬底上沉积外延层,所述外延层包括顺次层叠在所述衬底上的缓冲层、未掺杂AlGaN层、N型AlGaN层、多量子阱层和电子阻挡层;

在所述电子阻挡层上沉积反射层;

对所述反射层进行刻蚀,刻蚀后的反射层由若干交错排列的凸块组成,所述凸块的凸出方向与所述外延层的沉积方向相同且所述凸块的横截面的面积沿所述外延层的沉积方向逐渐减小;

在所述刻蚀后的反射层上沉积P型AlGaN层。

可选地,所述反射层为P型掺杂GaN层,

所述在所述电子阻挡层上沉积反射层,包括:

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