[发明专利]深紫外LED外延片及其制备方法、深紫外LED

说明书

本发明公开了一种深紫外LED外延片及其制备方法、深紫外LED，所述深紫外LED外延片包括衬底及依次层叠于所述衬底上的缓冲层、非掺杂AlGaN层、N型AlGaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型AlGaN层和P型接触层；所述P型接触层包括依次层叠于所述P型AlGaN层上的Mg掺杂Bsubgt;a/subgt;Alsubgt;b/subgt;Gasubgt;1‑a‑b/subgt;N层、Bsubgt;x/subgt;Alsubgt;y/subgt;Gasubgt;1‑x‑y/subgt;N纳米团簇层/Mg掺杂Bsubgt;x/subgt;Alsubgt;y/subgt;Gasubgt;1‑x‑y/subgt;N层超晶格层。本发明提供的深紫外LED外延片能够提高深紫外LED外延片的光提取效率。

技术领域

本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种深紫外LED外延片及其制备方法、深紫外LED。

背景技术

LED发光波长由器件有源区材料基本带隙决定，III族氮化物材料制作的LED的发光波长覆盖接近200 nm（对应AlN的带隙宽度）到400 nm（对应InGaN的带隙宽度）的整个紫外UV-A、UV-B和UV-C区域。深紫外固体光源在杀菌、水质净化、生物化学与医学、高密度光学存储光源、白光照明、荧光分析系统与相关信息传感领域、空气净化设备以及零排放汽车等领域都有广泛应用。

深紫外LED外延片Mg受主的激活能随着Al组分增加而线性增大，使得Mg激活效率变低，低的空穴浓度使其很难形成P-型欧姆接触。为了提高P-型欧姆接触，可增设P型GaN接触层，但是紫外光会被P型GaN接触层吸收，P型GaN都会产生很强的紫外吸收，即使接触层很薄，其吸收因数也随峰值波长下降而增加。

因此，现有技术中对于深紫外LED外延片而言，为了形成良好的欧姆接触，常用的手段是Mg重掺杂，但是由于其Mg掺杂浓度过高导致P型AlGaN层的晶体质量较差，同时Mg的禁带宽度较窄会增加光的吸收，降低深紫外LED外延片的外量子效率。然而掺杂浓度较低则不能形成良好的欧姆接触，导致深紫外LED外延片的工作电压升高，并影响其老化性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种深紫外LED外延片，其能够提高Mg的活化浓度，改善电流扩展能力，降低接触电阻，提高光提取效率，提升深紫外LED外延片的光电转化效率。

本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种深紫外LED外延片的制备方法，其工艺简单，能够稳定制得上述性能良好的深紫外LED外延片。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种深紫外LED外延片，包括衬底及依次层叠于所述衬底上的缓冲层、非掺杂AlGaN层、N型AlGaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型AlGaN层和P型接触层；

所述P型接触层包括依次层叠于所述P型AlGaN层上的Mg掺杂B_aAl_bGa_1-a-bN层、B_xAl_yGa_1-x-yN纳米团簇层/Mg掺杂B_xAl_yGa_1-x-yN层超晶格层；

所述层叠于所述P型AlGaN层上的Mg掺杂B_aAl_bGa_1-a-bN层的Mg掺杂浓度为1×10¹⁹atoms/cm³-1×10²⁰atoms/cm³；

所述B_xAl_yGa_1-x-yN纳米团簇层采用下述方法完成沉积：向反应室中通入氮源、硼源、铝源和镓源，以氢气、氮气和氨气为生长气氛，完成所述B_xAl_yGa_1-x-yN纳米团簇层的沉积；