[发明专利]一种提高光输出的AlGaN基深紫外LED外延结构

摘要

本发明公开了一种提高光输出的AlGaN基深紫外LED外延结构，外延结构从下往上依次是：衬底，未掺杂的AlGaN缓冲层，掺杂N型AlGaN层，Al_xGa_1‑xN/Al_yGa_1‑yN多量子阱有源区，插入层，P型掺杂的电子阻挡层，P型AlGaN层，P型GaN帽层。本发明通过将深紫外AlGaN基LED外延结构中的量子阱有源区发光层的垒层设计为Al组分成锯齿形渐变的尖峰和沟槽，增强了有源区对电子的储藏功能，能够减少电子的溢出，提升深紫外LED器件的光输出功率。

主权项

1.一种提高光输出的AlGaN基深紫外LED外延结构，其特征在于，所述外延结构从下往上依次设置有衬底，未掺杂的AlGaN缓冲层，掺杂N型AlGaN层，Al_xGa_1‑xN/Al_yGa_1‑yN多量子阱有源区，插入层，P型掺杂的电子阻挡层，P型AlGaN层和P型GaN帽层；其中：所述衬底采用C面蓝宝石衬底；所述未掺杂的AlGaN缓冲层生长于所述衬底上面，所述未掺杂的AlGaN缓冲层的厚度为1.5μm，Al的组分为0.5，Ga的组分也为0.5，生长的温度为1000‑1100℃；所述掺杂N型AlGaN层生长于所述未掺杂的AlGaN缓冲层的上面，所述掺杂N型AlGaN层生长的厚度为3μm，N型的掺杂浓度为5×10¹⁸㎝^‑3，生长温度为1000‑1100℃；所述Al_xGa_1‑xN/Al_yGa_1‑yN多量子阱有源区生长于所述掺杂N型AlGaN层的上面，所述Al_xGa_1‑xN/Al_yGa_1‑yN多量子阱有源区设置有Al_xGa_1‑xN为量子垒层和Al_yGa_1‑yN量子阱层，其中x变化范围为0.4‑0.6，y的值为0.36；所述Al_xGa_1‑xN/Al_yGa_1‑yN多量子阱有源区的Al_xGa_1‑xN为量子垒层的每个垒层中的Al组分在每2nm范围内形成渐变的垒，渐变的垒组合在一起，形成一个10nm的Al组分渐变的含有锯齿形势垒尖峰和沟槽的量子垒；所述插入层生长于所述Al_xGa_1‑xN/Al_yGa_1‑yN多量子阱有源区的上面，所述插入层为Al_zGa_1‑zN/Al_0.36Ga_0.64N超晶格层，其中z变化范围0.51‑0.57，每一层超晶格层的厚度均为1nm，生长的温度为990℃；所述P型掺杂的电子阻挡层生长于所述插入层的上面，所述P型掺杂的电子阻挡层生长的厚度为10nm，P型掺杂的浓度为2×10¹⁷㎝^‑3，生长的温度范围为900‑1200℃；所述P型AlGaN层生长于所述P型掺杂的电子阻挡层的上面，所述P型AlGaN层生长的厚度为10nm，掺杂的浓度为2×10¹⁷㎝^‑3，生长的温度为990℃；所述P型GaN帽层生长于所述P型AlGaN层的上面，所述P型GaN帽层生长的厚度为0.1μm，生长的温度为990℃。