[发明专利]用于深紫外LED的外延结构及其制备方法、LED

说明书

本发明公开了一种用于深紫外LED的外延结构及其制备方法、LED，涉及半导体光电器件领域。其中，用于深紫外LED的外延结构包括衬底和依次沉积于衬底上的缓冲层、非掺杂AlGaN层、N‑AlGaN层、多量子阱层、电子阻挡层、非掺P‑Al_xGa_1‑xN气氛转变层、非掺P‑Al_yGa_1‑yN层、重掺P‑Al_zGa_1‑zN层和P型接触层；其中，x为0.2‑0.8，y为0.2‑0.8，z为0.2‑0.8，且x≥y，x≤z。实施本发明，可有效提升深紫外LED的发光效率。

技术领域

本发明涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种用于深紫外LED的外延结构及其制备方法、LED。

背景技术

传统的紫外光源一般是采用汞蒸气放电产生紫外线，新型AlGaN基紫外发光二极管相对于传统的汞灯紫外光源拥有诸多的优点。首先，紫外发光二极管结构简单，不含易碎的玻璃外壳，便携耐冲击，工作电压仅为几伏，且无需复杂的驱动电路。其次，紫外发光二极管开启迅速，无需预热，非常适合快速检测、高速通信等应用场合。相对于传统的汞灯多谱线发光的特点，紫外发光二极管发光峰单一，且发光波长连续可调。在环保与节能方面，紫外发光二极管材料中不含对环境有害的物质，环境友好，且相对于传统的紫外光源可节约高达70%的能源。

传统的紫外发光二极管中，P型AlGaN层中Mg掺杂受主的激活能大，掺杂剂Mg的激活效率低下。并且为了获得表面光滑紫外发光片，P型AlGaN层生长厚度较厚（100-200nm），特别是深紫外发光二极管，由于发光波长较短，并且受制于深紫外发二极管的外量子效率较低，因此P型AlGaN层的厚度及掺杂浓度对深紫外发光二极管的外量子效率影响更大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于深紫外LED的外延结构及其制备方法，其可有效提升深紫外LED的发光效率。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种LED，其发光效率高。

为了解决上述问题，本发明公开了一种用于深紫外LED的外延结构，其包括衬底和依次沉积于所述衬底上的缓冲层、非掺杂AlGaN层、N-AlGaN层、多量子阱层、电子阻挡层、非掺P-Al_xGa_1-xN气氛转变层、非掺P-Al_yGa_1-yN层、重掺P-Al_zGa_1-zN层和P型接触层；其中，x为0.2-0.8，y为0.2-0.8，z为0.2-0.8，且x≥y，x≤z。

作为上述技术方案的改进，所述电子阻挡层的生长气氛为N₂和NH₃的混合气体，所述非掺P-Al_yGa_1-yN层、重掺P-Al_zGa_1-zN层的生长气氛均为N₂、NH₃和H₂的混合气体；

所述非掺P-Al_xGa_1-xN气氛转变层的生长气氛由N₂和NH₃的混合气体渐变为N₂、NH₃和H₂的混合气体。

作为上述技术方案的改进，所述非掺P-Al_yGa_1-yN层的厚度为所述非掺P-Al_xGa_1-xN气氛转变层的厚度的1-2倍，所述重掺P-Al_zGa_1-zN层的厚度为所述非掺P-Al_yGa_1-yN层的厚度的2-5倍。