层，其中Al组分渐变满足沿极化电场方向逐渐增加，所述无掺杂P型层4为组分渐变的ρ型AlMGai_MN，厚度为50-500nm，所述组分的M值沿极化电场方向线性增加，从M1变到M2，其中O彡M2S 1，完成制备。
[0031]其中无掺杂剂η型AlLGal-LN层2和无掺杂剂ρ型AlMGal-MN层4的Al组分最小值满足大于等于有源区3量子阱结构中势阱AlxGahN的Al组分含量，既是O < x < L2< L1彡 I 且O 彡 X 彡MfM2S I。
[0032]其中步骤2和步骤4可以交换顺序，即先生长无掺杂剂P型层4，接着生长有源区3，然后再生长无掺杂剂η型层2。
[0033]参阅图3，给出了本发明一优选实施例中所述无掺杂剂的AlGaN基紫外发光二极管结构沿(0001)极性面制作过程中反应室中的TMAl与TMGa随时间的变化情况。
[0034]取一个衬底1，在衬底I上生长无掺杂剂η型层2，如在优选的(0001)极性面生长时，由于MOCVD法生长中AlGaN材料的极化电场与生长方向相反，则TMAl/ (TMGa+TMAl)的比例随生长时间逐渐增加(如图3中所示Otl段)，便能实现Al组分沿极化电场方向逐渐减小，生长出组分渐变的无掺杂剂η型层2 ;
[0035]在无掺杂剂η型层2上生长有源区3，相应的反应室中TMAl与TMGa的比例随生长时间如图3中所示tl-t2段；
[0036]在有源区3上生长无掺杂剂ρ型层4，在优选的(0001)极性面生长时，由于MOCVD法生长中AlGaN材料的极化电场与生长方向相反，则TMAl/ (TMGa+TMAl)的比例随生长时间逐渐减小(如图3中所示t2-t3段)，便能实现Al组分沿极化电场方向逐渐增加，生长出组分渐变的无掺杂剂P型层4。
[0037]其中步骤I和步骤3可以交换顺序，即先生长组分渐变的无掺杂剂P型层，接着生长AlGaN/AlGaN双异质结结构或量子阱结构，然后再生长组分渐变的无掺杂剂η型层。
[0038]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种无掺杂剂的AlGaN基紫外发光二极管，包括: 一衬底； 一无掺杂剂η型层，其制作在衬底上； 一有源区，其制作在无掺杂剂η型层上； 一无掺杂剂P型层，其制作在有源区上。2.如权利要求1所述的无掺杂剂的AlGaN基紫外发光二极管，其中所述有源区是双异质结结构、单量子阱结构或者多量子阱结构，其提供能量以激发该紫外发光二极管的辐射输出。3.如权利要求2所述的无掺杂剂的AlGaN基紫外发光二极管，其中所述单量子阱结构或者多量子阱结构有源区，量子阱结构的个数为1-15个，阱层的厚度为2-6nm，皇层厚度为5-12nm，该阱层的材料为AlGaN，其中Al的组分为X，O彡x彡I。4.如权利要求1所述的无掺杂剂的AlGaN基紫外发光二极管，其中所述无掺杂剂η型层的材料为组分渐变的η型Alf &1_#，厚度为50_500nm，所述组分的L值沿极化电场方向线性减小，从L1变到L2，其中O彡L2<L#1。5.如权利要求1所述的无掺杂剂的AlGaN基紫外发光二极管，其中所述无掺杂P型层为组分渐变的P型AlMGai_MN，厚度为50-500nm，所述组分的M值沿极化电场方向线性增加，从M1变到M2，其中O SMf M2S 16.如权利要求1所述的无掺杂剂的AlGaN基紫外发光二极管，其中组分渐变的η型AlfanN层和P型AlMGai_MN层的Al组分最小值满足大于等于有源区量子阱结构中势阱AlxGa1^N的Al组分含量，既是O彡x彡L2< L # I且O彡x彡M丨< M 2彡I。7.一种无掺杂剂的AlGaN基紫外发光二极管的生长方法，其包括: 步骤1:取一衬底； 步骤2:沿衬底上生长极性面或半极性面的无掺杂剂η型层，生长过程中不引入任何主动掺杂剂，对输入生长反应室的III族金属有机源材料Al的流量和金属有机源材料镓的流量进行控制，控制反应室中TMAl/ (TMGa+TMAl)的比例，形成组分渐变的无掺杂剂η型层，其中Al组分渐变满足沿极化电场方向逐渐减小； 步骤3:在无掺杂剂η型层上生长有源区； 步骤4:在有源区上生长无掺杂剂P型层，生长过程中不引入任何主动掺杂剂，对输入生长反应室的III族金属有机源材料Al的流量和金属有机源材料镓的流量进行控制，控制反应室中TMAl/(TMGa+TMAl)的比例，形成组分渐变的P型AlGaN层，其中Al组分渐变满足沿极化电场方向逐渐增加，完成制备。8.如权利要求7所述的无掺杂剂的AlGaN基紫外发光二极管的生长方法，其中所述有源区是双异质结结构、单量子阱结构或者多量子阱结构，其提供能量以激发该紫外发光二极管的福射输出。9.如权利要求8所述的无掺杂剂的AlGaN基紫外发光二极管的生长方法，其中所述单量子阱结构或者多量子阱结构有源区，量子阱结构的个数为1-15个，阱层的厚度为2-6nm，皇层厚度为5-12nm，该阱层的材料为AlGaN，其中Al的组分为x，0彡x彡I。10.如权利要求7所述的无掺杂剂的AlGaN基紫外发光二极管的生长方法，其中所述无掺杂剂η型层的材料为组分渐变的η型厚度为50_500nm，所述组分的L值沿极化电场方向线性减小，从L1变到L2，其中O彡L2 SL1S I。11.如权利要求7所述的无掺杂剂的AlGaN基紫外发光二极管的生长方法，其中所述无掺杂P型层为组分渐变的P型AlMGai_MN，厚度为50-500nm，所述组分的M值沿极化电场方向线性增加，从M1变到M2，其中O彡MfM2S I。12.如权利要求7所述的无掺杂剂的AlGaN基紫外发光二极管的生长方法，其中组分渐变的η型Al^nN层和P型AImG^mN层的Al组分最小值满足大于等于有源区量子阱结构中势阱AlxGa1J的Al组分含量，既是O彡χ彡L2<L#1且O彡xSM^Mgl。13.如权利要求7所述的无掺杂剂的AlGaN基紫外发光二极管的生长方法，其中步骤2和步骤4可以交换顺序，及先生长无掺杂剂组分渐变P型AlGaN层，接着生长AlGaN/AlGaN双异质结结构或量子阱结构，然后再生长无掺杂剂组分渐变η型AlGaN层。
【专利摘要】本发明一种无掺杂剂的AlGaN基紫外发光二极管及制备方法，其中无掺杂剂的AlGaN基紫外发光二极管，包括：一衬底；一无掺杂剂n型层，其制作在衬底上；一有源区，其制作在无掺杂剂n型层上；一无掺杂剂p型层，其制作在有源区上。本发明不用引入任何参杂剂，可以提高晶体材料质量，并简化材料的生长步骤。
【IPC分类】H01L33/32, H01L33/00
【公开号】CN104882522
【申请号】CN201510308850
【发明人】张连, 张韵, 王军喜, 李晋闽
【申请人】中国科学院半导体研究所
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年6月8日