一种深紫外发光二极管的制作方法

本发明涉及半导体光电领域，尤其涉及一种深紫外发光二极管。

背景技术：

1、在紫外线中，波长在200纳米至350纳米的光线被称为深紫外线。而深紫外发光二极管因其高效、环保、节能、可靠等优势，在照明、杀菌、医疗、印刷、生化检测、高密度的信息储存和保密通讯等领域具有重大的应用价值，这些优势是普通的紫外发光二极管所无法比拟的。

2、目前导致高al组分algan基深紫外led效率偏低的一个主要原因载流子注入效率偏低。在algan材料中，空穴的迁移能力远高于电子的迁移能力；那么再同时注入到多量子阱区域的过程中，会导致靠近n型电子注入层的前几个势阱较难形成有效的电子空穴复合发光，从而一定程度上抑制了algan基深紫外led器件的发光效率。故需要提出一种有效的解决手段用于解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，本发明提供一种深紫外发光二极管，用于改善现有技术的深紫外发光二极管的载流子注入效率较低的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种深紫外发光二极管，包括沿生长方向依次层叠设置的衬底、本征层、电子注入层、电流扩展层、量子阱有源层、电子阻挡层、空穴注入层以及欧姆接触层，电流扩展层上还分别沉积有图形化绝缘层以及过渡层，图形化绝缘层至少暴露部分电流扩展层，且图形化绝缘层的表面不能外延生长algan材料，过渡层为上表面具有多个坑洞的algan膜层，且过渡层的厚度大于图形化绝缘层的厚度；

3、其中，量子阱有源层以及电子阻挡层均为具有若干v型缺陷的algan膜层，v型缺陷为锥状结构且孔径为1～200nm的v型纳米孔，v型纳米孔与图形化绝缘层对应设置。

4、优选地，图形化绝缘层的材料包括sin、mgn以及sio2中的任意一种。

5、优选地，图形化绝缘层的厚度为0.1nm～2nm，图形化绝缘层通过mocvd设备原位生长分散沉积而成。

6、优选地，图形化绝缘层在衬底上的正投影面积为电流扩展层在衬底上的正投影面积的40％～80％。

7、优选地，过渡层的al组分含量为20％～70％，过渡层的厚度为10nm～200nm。

8、优选地，过渡层中多个坑洞的总面积占电流扩展层的外延生长面积的20％～70％。

9、优选地，过渡层为整层si掺杂的algan材料，si掺杂浓度为1e16cm-3～5e19cm-3。

10、优选地，量子阱有源层的缺陷密度为1e10cm-2～1e20cm-2。

11、优选地，电子注入层的外延生长温度为t1，过渡层的外延生长温度为t2，量子阱有源层的外延生长温度为t3，空穴注入层的外延生长温度为t4；

12、其中，t1、t2、t3以及t4之间满足以下关系：700℃≤t2≤t1≤t3≤t4≤1400℃。

13、优选地，过渡层的v/iii比为v1，量子阱有源层的v/iii比为v2，空穴注入层的v/iii比为v3；

14、其中，v1、v2以及v3之间满足以下关系：100≤v1≤t2≤v3≤6000。

15、本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供的深紫外发光二极管首先通过在电流扩展层上沉积图形化绝缘层，图形化绝缘层至少暴露部分电流扩展层，且图形化绝缘层的表面不能外延生长algan材料，之后，在电流扩展层上还沉积上表面具有多个坑洞的algan膜层，在不影响后续生长的量子阱有源层以及电子阻挡层的晶体质量的同时，生长形成若干v型缺陷，从而使空穴更加容易进入量子阱有源层前几个阱之中，进而提高载流子注入效率，最终提高深紫外发光二极管的发光效率。

技术特征：

1.一种深紫外发光二极管，其特征在于，包括沿生长方向依次层叠设置的衬底、本征层、电子注入层、电流扩展层、量子阱有源层、电子阻挡层、空穴注入层以及欧姆接触层，所述电流扩展层上还分别沉积有图形化绝缘层以及过渡层，所述图形化绝缘层至少暴露部分所述电流扩展层，且所述图形化绝缘层的表面不能外延生长algan材料，所述过渡层为上表面具有多个坑洞的algan膜层，且所述过渡层的厚度大于所述图形化绝缘层的厚度；

2.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述图形化绝缘层的材料包括sin、mgn以及sio2中的任意一种。

3.根据权利要求2所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述图形化绝缘层的厚度为0.1nm～2nm，所述图形化绝缘层通过mocvd设备原位生长分散沉积而成。

4.根据权利要求2所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述图形化绝缘层在所述衬底上的正投影面积为所述电流扩展层在所述衬底上的正投影面积的40％～80％。

5.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述过渡层的al组分含量为20％～70％，所述过渡层的厚度为10nm～200nm。

6.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述过渡层中多个所述坑洞的总面积占所述电流扩展层的外延生长面积的20％～70％。

7.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述过渡层为整层si掺杂的algan材料，si掺杂浓度为1e16cm-3～5e19cm-3。

8.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述量子阱有源层的缺陷密度为1e10cm-2～1e20cm-2。

9.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述电子注入层的外延生长温度为t1，所述过渡层的外延生长温度为t2，所述量子阱有源层的外延生长温度为t3，所述空穴注入层的外延生长温度为t4；

10.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述过渡层的v/iii比为v1，所述量子阱有源层的v/iii比为v2，所述空穴注入层的v/iii比为v3；

技术总结
本发明提供的深紫外发光二极管首先通过在电流扩展层上沉积图形化绝缘层，图形化绝缘层至少暴露部分电流扩展层，且图形化绝缘层的表面不能外延生长AlGaN材料，之后，在电流扩展层上还沉积上表面具有多个坑洞的AlGaN膜层，在不影响后续生长的量子阱有源层以及电子阻挡层的晶体质量的同时，生长形成若干V型缺陷，从而使空穴更加容易进入量子阱有源层前几个阱之中，进而提高载流子注入效率，最终提高深紫外发光二极管的发光效率。

技术研发人员：张骏,陈圣昌,单茂诚,张毅,岳金顺
受保护的技术使用者：武汉优炜芯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17