[发明专利]一种UV LED外延结构及其生长方法

说明书

一种UV LED外延结构及其生长方法，涉及半导体材料技术领域；包括：在衬底上依次生长缓冲层、非故意掺杂层、n型掺杂层、多量子阱发光层、EBL层和p型AlGaN层；所述缓冲层包括依次叠加的第一AlN层、第二AlN层、第三AlN层和第四AlN层。本发明能提高LED外延片的晶体质量，降低缺陷导致的非辐射复合，提高了电子和空穴的复合几率，提升了内量子效率，极大提高了发光效率。

技术领域

本发明属于半导体材料技术领域，具体涉及一种UV LED外延结构及其生长方法。

背景技术

随着LED技术不断发展，LED的发光波长已经由可见光波段拓展到紫外波段，紫外波段波长为100～400nm，根据波长的不同，一般把紫外线分为A、B、C三个波段：UVA为400～315nm，UVB为315～280nm，UVC为280～100nm。其中UVA主要用于紫外固化和UV喷墨打印，UVB以医疗为主，UVC则是杀菌消毒。UV LED作为一种新型的紫外光源，具有能耗低、体积小、集成性好、寿命长、环保无毒等优点，是当前III-族氮化物半导体最有发展潜力的领域和产业之一。虽然UV LED应用前景广泛，但与蓝光相比，其发光效率较低，制约着其进一步应用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种UV LED外延结构的生长方法，其能提高LED外延片的晶体质量，降低缺陷导致的非辐射复合，提高了电子和空穴的复合几率，提升了内量子效率，极大提高了发光效率。

本发明的目的之二在于提供一种UV LED外延结构。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种UV LED外延结构的生长方法，包括：在衬底上依次生长缓冲层、非故意掺杂层、n型掺杂层、多量子阱发光层、EBL层和p型AlGaN层；

所述缓冲层包括依次叠加的第一AlN层、第二AlN层、第三AlN层和第四AlN层，其生长方法为：

1)衬底上生长第一AlN层，所述第一AlN层的生长温度为800～900℃，压力为50-100torr，TMAl流量为100-200sccm，NH₃流量为2-10slm；

2)在所述第一AlN层上生长第二AlN层，所述第二AlN层的生长温度为1000～1100℃，压力为50-100torr，TMAl流量为200-300sccm，NH₃流量为1-8slm；

3)在所述第二AlN层上生长第三AlN层，所述第三AlN层的生长温度为900～1000℃，压力为50-100torr，TMAl流量为200-300sccm，NH₃流量为1-8slm；

4)在所述第三AlN层上生长第四AlN层，所述第四AlN层的生长温度为1000～1100℃，压力为50-100tor，TMAl流量为250-350sccm，NH₃流量为1-8slm。

进一步地，步骤2)中，生长第二AlN层的NH₃流量小于生长第一AlN层的NH₃流量；

步骤3)中，生长第三AlN层的NH₃流量小于生长第一AlN层的NH₃流量；

步骤4)中，生长第四AlN层的NH₃流量小于生长第二AlN层和第三AlN层的NH₃流量；生长第四AlN层的TMAl流量大于生长第二AlN层和第三AlN层的TMAl流量。

进一步地，所述第一AlN层的厚度为10-50nm；

所述第二AlN层的厚度为20-80nm；

所述第三AlN层的厚度为20-80nm；