[实用新型]一种紫外光发光二极管外延片及含该外延片的发光二极管

说明书

本实用新型涉及一种紫外光发光二极管外延片，包括依次设置的衬底、缓冲层、P型层、电子阻挡层、多量子阱发光层及N型层，所述缓冲层为不掺杂的AlN缓冲层或不掺杂的AlGaN缓冲层，所述P型层为P型掺杂的GaN层或P型掺杂的AlGaN层，所述N型层为N型掺杂的AlGaN层。本实用新型外延片，在后续加工成UV‑LED的芯片时，不需通过倒装GaN/AlGaN‑LED芯片加工工艺或者使用键合基板、剥离衬底等复杂工艺以形成垂直兼倒装的GaN/AlGaN‑LED芯片，只需要相对简易的正装GaN/AlGaN‑LED加工工艺即可制作出高质量的UV‑LED芯粒，大大方便装配工艺。

技术领域

本实用新型属于半导体技术领域，具体涉及一种紫外光发光二极管外延片及含该外延片的发光二极管。

背景技术

紫外光发光二极管（UV-LED）是指能发出近紫外光的一种发光二极管。目前制作UV-LED的材料大多为基于三氧化二铝（Al₂O₃）、氮化铝、硅（Si）或碳化硅（SiC）等材料的衬底上，使用MOCVD设备以化学气相外延的方式外延形成N-P型LED结构，即依次在衬底上外延N型掺杂的外延材料及其附属结构材料、发光层相关外延材料及其相关附属结构材料、P型掺杂的外延材料及其附属结构材料。传统的UV-LED外延片的结构包括衬底及依次层叠在衬底表面上的氮化铝（AlN）或高铝组分的氮化铝镓（AlGaN）缓冲层、高铝组分的n型氮化铝镓（AlGaN）层、多量子阱发光层（MQW层）、电子阻挡层（EBL层）、低铝组分的P型氮化铝镓（AlGaN）层。使用时，通过倒装LED芯片加工工艺或者垂直兼倒装的LED芯片加工工艺，形成UV-LED芯片。

然而传统的UV-LED在生产时存在一些问题，主要包括以下两方面：

（1）通过MOCVD设备外延AlN或高铝组分的AlGaN缓冲层需要特别高的外延温度，典型的外延温度为1400℃，甚至更高的外延温度，而主流的GaN基MOCVD设备的极限温度达不到此外延温度条件，而若要使用高温的MOCVD设备，往往需要特制，大大增加外延片的制作成本。

（2）在高铝组分的AlGaN外延材料极难进行优质的P型掺杂，所以，传统结构的UV-LED外延片结构只能做低铝组分的P型掺杂的AlGaN或P型GaN材料层作为P型层，而这种低铝组分的P型AlGaN层或P型GaN层其能隙往往都低于MQW发光层的能隙，即MQW发出的UV光会被此材料层吸收而严重影响光的取出，故传统的UV-LED外延片只能通过倒装或垂直倒装的芯片加工工艺，引导光从此UV-LED的N型高铝组分的AlGaN和AlN材料中提取出来。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有的外延片的弊端，提供一种改进的紫外光发光二极管外延片。

为解决以上技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种紫外光发光二极管外延片，包括衬底及设置在所述衬底上的缓冲层，所述外延片还包括依次设置在所述缓冲层上的P型层、电子阻挡层、多量子阱发光层及N型层，所述缓冲层位于所述衬底和P型层之间，所述缓冲层为不掺杂的AlN缓冲层或不掺杂的AlGaN缓冲层，所述P型层为P型掺杂的GaN层或P型掺杂的AlGaN层，所述N型层为N型掺杂的AlGaN层。

根据本实用新型的一些实施方面，所述P型层为P型掺杂的AlGaN层，所述电子阻挡层为AlGaN电子阻挡层，所述多量子阱发光层为AlGaN多量子阱发光层。

根据本实用新型的一些实施方面，所述电子阻挡层为掺杂或不掺杂的AlGaN电子阻挡层，所述多量子阱发光层为掺杂的AlGaN多量子阱发光层。

根据本实用新型的一些实施方面，所述多量子阱发光层为AlGaN多量子阱发光层，所述N型层中的Al组分含量大于所述多量子阱发光层中的Al组分含量，所述缓冲层中Al组分含量大于所述多量子阱发光层中Al组分含量。