[发明专利]紫外发光二极管外延片及其制造方法

说明书

本公开提供了一种紫外发光二极管外延片及其制造方法，属于半导体技术领域。所述紫外发光二极管外延片包括衬底、以及依次层叠在衬底上的缓冲层、未掺杂的AlGaN层、N型层、有源层和P型层，所述紫外发光二极管还包括设置在所述有源层和所述P型层之间的电子限制层，所述电子限制层为AlGaN/MgN/InAlGaN/MgN/AlN层。该紫外发光二极管外延片可以提高电子和空穴的辐射复合效率，从而提高紫外发光二极管的内量子效率。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，特别涉及一种紫外发光二极管外延片及其制造方法。

背景技术

基于AlGaN材料的短波长紫外发光二极管应用领域非常广泛，是氮化物半导体研究领域的一个重要研究内容。

外延片是制造发光二极管的重要部件。现有的紫外发光二极管外延片包括衬底、以及依次层叠在衬底上的缓冲层、未掺杂的AlGaN层、N型层、有源层和P型层。其中，N型层提供电子，P型层提供空穴，电子和空穴在有源层辐射复合发光。

然而由于电子迁移率较高，部分电子易迁移到P型层中，与空穴发生非辐射复合，导致二极管的内量子发光效率比较低。

发明内容

本公开实施例提供了一种紫外发光二极管外延片及其制造方法，可以提高电子和空穴的辐射复合效率，从而提高紫外发光二极管的内量子效率。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种紫外发光二极管外延片，所述紫外发光二极管外延片包括衬底、以及依次层叠在衬底上的缓冲层、未掺杂的AlGaN层、N型层、有源层和P型层，

所述紫外发光二极管还包括设置在所述有源层和所述P型层之间的电子限制层，所述电子限制层为依次层叠在所述有源层上的AlGaN/MgN/InAlGaN/MgN/AlN结构。

可选地，所述电子限制层中的AlGaN层的厚度大于InAlGaN层的厚度，InAlGaN层的厚度大于MgN层的厚度，AlGaN层的厚度大于AlN层的厚度，AlN层的厚度大于MgN层的厚度。

可选地，所述电子限制层中的AlGaN层的厚度为50～500nm，所述电子限制层中的MgN层的厚度为1～10nm，所述电子限制层中的InAlGaN层的厚度为1～20nm，所述电子限制层中的AlN层的厚度为10～50nm。

可选地，所述紫外发光二极管还包括设置在所述N型层和所述有源层之间的空穴限制层，所述空穴限制层为依次层叠在所述N型层上的AlN/SiN/InAlGaN/SiN/AlGaN结构。

可选地，所述空穴限制层中的AlGaN层的厚度大于InAlGaN层的厚度，InAlGaN层的厚度大于SiN层的厚度，AlGaN层的厚度大于AlN层的厚度，AlN层的厚度大于SiN层的厚度。

可选地，所述空穴限制层中的AlGaN层的厚度为50～500nm，所述空穴限制层中的SiN层的厚度为1～10nm，所述空穴限制层中的InAlGaN层的厚度为1～20nm，所述空穴限制层中的AlN层的厚度为10～50nm。

另一方面，提供了一种紫外发光二极管外延片的制造方法，所述制造方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上依次生长缓冲层、未掺杂的AlGaN层、N型层和有源层；

在所述有源层上生长电子限制层，所述电子限制层为依次层叠在所述有源层上的AlGaN/MgN/InAlGaN/MgN/AlN结构；

在所述电子限制层上生长P型层。