一种深紫外发光二极管及其制备方法与流程

本发明涉及半导体器件，更具体地说，涉及一种深紫外发光二极管及其制备方法。

背景技术：

1、近些年来algan基深紫外发光二极管(uv led)的应用非常广泛，如在空气和水的净化、表面消毒、紫外线固化和医学光疗等方面有广泛的应用。

2、虽然深紫外发光二极管的光输出功率已经被大大提高，但是algan基深紫外发光二极管仍然存在外量子效率和发光功率低的瓶颈问题，现有报道表明，发光波段在200nm-350nm的深紫外发光二极管的外量子效率通常都低10％，相比于ingan基的近紫外和可见光发光二极管的外量子效率低一个数量级。

3、那么，如何提高深紫外发光二极管的光电性能，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种深紫外发光二极管及其制备方法，技术方案如下：

2、一种深紫外发光二极管，所述深紫外发光二极管包括：

3、衬底；

4、在第一方向上，依次位于所述衬底一侧的缓冲层、n型半导体层、多量子阱层和p型半导体层；所述第一方向垂直于所述衬底所在平面，且由所述衬底指向所述缓冲层；

5、其中，所述缓冲层包括在所述第一方向上层叠设置的n层子缓冲层，n≥2，且n为正整数；n层子缓冲层中形成每一层子缓冲层的工艺参数不同，所述工艺参数包括膜层厚度、生长速率、退火温度、退火时间以及氧含量，且在形成每一层子缓冲层时分别进行退火处理。

6、优选的，在上述深紫外发光二极管中，基于pvd工艺形成所述缓冲层。

7、优选的，在上述深紫外发光二极管中，4≥n≥2。

8、优选的，在上述深紫外发光二极管中，所述n层子缓冲层中第i-1层子缓冲层的膜层厚度小于第i层子缓冲层的膜层厚度，1＜i≤n，且i为正整数。

9、优选的，在上述深紫外发光二极管中，所述n层子缓冲层中第i-1层子缓冲层的生长速率小于第i层子缓冲层的生长速率，1＜i≤n，且i为正整数。

10、优选的，在上述深紫外发光二极管中，所述n层子缓冲层中第i-1层子缓冲层的退火温度小于第i层子缓冲层的退火温度，1＜i≤n，且i为正整数。

11、优选的，在上述深紫外发光二极管中，所述n层子缓冲层中第i-1层子缓冲层的退火时间小于第i层子缓冲层的退火时间，1＜i≤n，且i为正整数。

12、优选的，在上述深紫外发光二极管中，所述n层子缓冲层中第i-1层子缓冲层的氧含量大于第i层子缓冲层的氧含量，1＜i≤n，且i为正整数。

13、优选的，在上述深紫外发光二极管中，第一层子缓冲层至第n-1层子缓冲层中每一层子缓冲层的氧含量为0.1sccm-10.0sccm；

14、第n层子缓冲层的氧含量为0.0sccm-10.0sccm。

15、本申请还提供了一种深紫外发光二极管的制备方法，所述深紫外发光二极管的制备方法包括：

16、提供一衬底；

17、在第一方向上，依次在所述衬底的一侧形成缓冲层、n型半导体层、多量子阱层和p型半导体层；所述第一方向垂直于所述衬底所在平面，且由所述衬底指向所述缓冲层；其中，所述缓冲层包括在所述第一方向上层叠设置的n层子缓冲层，n≥2，且n为正整数；n层子缓冲层中形成每一层子缓冲层的工艺参数不同，所述工艺参数包括膜层厚度、生长速率、退火温度、退火时间以及氧含量，且在形成每一层子缓冲层时分别进行退火处理。

18、相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：

19、本发明提供的一种深紫外发光二极管包括：衬底；在第一方向上，依次位于所述衬底一侧的缓冲层、n型半导体层、多量子阱层和p型半导体层；所述第一方向垂直于所述衬底所在平面，且由所述衬底指向所述缓冲层；其中，所述缓冲层包括在所述第一方向上层叠设置的n层子缓冲层，n≥2，且n为正整数；n层子缓冲层中形成每一层子缓冲层的工艺参数不同，所述工艺参数包括膜层厚度、生长速率、退火温度、退火时间以及氧含量，且在形成每一层子缓冲层时分别进行退火处理。也就是说本发明实施例提供的深紫外发光二极管中缓冲层中的每一层子缓冲层具有不同的膜层厚度、生长速率、退火温度、退火时间以及氧含量，以形成致密程度和晶格大小渐变的缓冲层结构，并且采用逐层退火的方式减少缓冲层内的缺陷密度，提高缓冲层的膜层质量，进而提高深紫外发光二极管的光电性能。

技术特征：

1.一种深紫外发光二极管，其特征在于，所述深紫外发光二极管包括：

2.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，基于pvd工艺形成所述缓冲层。

3.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，4≥n≥2。

4.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述n层子缓冲层中第i-1层子缓冲层的膜层厚度小于第i层子缓冲层的膜层厚度，1＜i≤n，且i为正整数。

5.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述n层子缓冲层中第i-1层子缓冲层的生长速率小于第i层子缓冲层的生长速率，1＜i≤n，且i为正整数。

6.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述n层子缓冲层中第i-1层子缓冲层的退火温度小于第i层子缓冲层的退火温度，1＜i≤n，且i为正整数。

7.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述n层子缓冲层中第i-1层子缓冲层的退火时间小于第i层子缓冲层的退火时间，1＜i≤n，且i为正整数。

8.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述n层子缓冲层中第i-1层子缓冲层的氧含量大于第i层子缓冲层的氧含量，1＜i≤n，且i为正整数。

9.根据权利要求1或8所述的深紫外发光二极管，其特征在于，第一层子缓冲层至第n-1层子缓冲层中每一层子缓冲层的氧含量为0.1sccm-10.0sccm；

10.一种深紫外发光二极管的制备方法，其特征在于，所述深紫外发光二极管的制备方法包括：

技术总结
本发明提供了一种深紫外发光二极管及其制备方法，该深紫外发光二极管中缓冲层中的每一层子缓冲层具有不同的膜层厚度、生长速率、退火温度、退火时间以及氧含量，以形成致密程度和晶格大小渐变的缓冲层结构，并且采用逐层退火的方式减少缓冲层内的缺陷密度，提高缓冲层的膜层质量，进而提高深紫外发光二极管的光电性能。

技术研发人员：滕龙,霍丽艳,杨登峰,刘兆
受保护的技术使用者：江西乾照光电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15