[发明专利]一种具有组分渐变量子阱结构的深紫外LED及制备方法

权利要求书

1.一种具有组分渐变量子阱结构的深紫外LED，其特征在于，所述具有组分渐变量子阱结构的深紫外LED包括依次层叠布置的蓝宝石衬底、AlN本征层、n型AlGaN电子注入层、组分渐变的量子阱有源层、电子阻挡层、p型AlGaN空穴注入层和p型GaN接触层；

所述组分渐变的量子阱有源层包括依次交替排布的若干势阱层和若干势垒层，所述势阱层组分含量不变，且沿所述n型AlGaN电子注入层至电子阻挡层的排布方向上，第m+1层势垒层的Al组分含量百分数大于第m层势垒层的Al组分含量百分数，m为大于或等于1的整数；

所述组分渐变的量子阱有源层为周期排布的AlGaN多层结构，且周期数为2~10。

2.根据权利要求1中所述的具有组分渐变量子阱结构的深紫外LED，其特征在于，所述势阱层中Al组分含量百分数为20~70%，厚度为1~10nm；

所述势垒层中Al组分含量百分数为20~100%，厚度为1~20nm。

3.根据权利要求1中所述的具有组分渐变量子阱结构的深紫外LED，其特征在于，所述n型AlGaN电子注入层中采用Si作用n掺杂剂，所述p型AlGaN空穴注入层和p型GaN接触层中采用Mg作为p型掺杂剂。

4.一种如权利要求1~3中任一所述具有组分渐变量子阱结构的深紫外LED制备方法，其特征在于，其步骤依次包括：生长AlN本征层，生长n型AlGaN电子注入层，生长组分渐变的量子阱有源层，生长电子阻挡层，生长p型AlGaN空穴注入层及p型GaN接触层；

所述生长组分渐变的量子阱有源层的步骤具体包括：降温至700℃~1100℃条件下，于所述n型AlGaN电子注入层上周期交替生长若干势垒层和若干势阱层，形成组分渐变的量子阱有源层，且生长第m+1层势垒层时的Al组分含量百分数大于生长第m层势垒层时的Al组分含量百分数，m为大于或等于1的整数。

5.根据权利要求4中所述的具有组分渐变量子阱结构的深紫外LED制备方法，其特征在于，所述生长组分渐变的量子阱有源层的步骤中，所述势阱层中Al组分含量百分数为20~70%，厚度为1~10nm；所述势垒层中Al组分含量百分数为20~100%，厚度为1~20nm。

6.根据权利要求4中所述的具有组分渐变量子阱结构的深紫外LED制备方法，其特征在于，所述生长AlN本征层的步骤具体包括：

在400~800℃条件下，于蓝宝石衬底上生长AlN本征层中的低温缓冲层，厚度为10~50nm；

升温至1200~1400℃，于AlN本征层中的低温缓冲层上生长AlN本征层，所述AlN本征层的总厚度为500~4000nm。

7.根据权利要求4中所述的具有组分渐变量子阱结构的深紫外LED制备方法，其特征在于，所述生长n型AlGaN电子注入层的步骤具体包括：

降温至800~1200℃，于所述AlN本征层上生长n型AlGaN电子注入层，其中Al组分百分数为20~90%，厚度为500~4000nm，采用Si作为n型掺杂剂。

8.根据权利要求4中所述的具有组分渐变量子阱结构的深紫外LED制备方法，其特征在于，所述生长电子阻挡层的步骤具体包括：

降温至700℃~1100℃，于所述组分渐变的量子阱有源层上生长电子阻挡层，其中Al组分百分数为30~100%，厚度为5~50nm。

9.根据权利要求4中所述的具有组分渐变量子阱结构的深紫外LED制备方法，其特征在于，所述生长p型AlGaN空穴注入层及p型GaN接触层的步骤具体包括：

在700~1100℃条件下，于脉冲掺杂电子阻挡层上生长p型AlGaN空穴注入层，Al组分百分数为0.1~100%，厚度为1~50nm，并采用Mg作为p型掺杂剂；

在400~900℃条件下，于所述p型AlGaN空穴注入层上生长p型GaN接触层，厚度为1~20nm，并采用Mg作为p型掺杂剂。