[发明专利]一种深紫外LED

说明书

技术领域

本发明涉及半导体光电子技术领域，尤其涉及一种深紫外LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)。

背景技术

基于AlGaN(氮化铝镓)材料的紫外LED是目前氮化物技术发展和第三代材料技术发展的主要趋势，拥有广阔的应用前景。紫外LED应用范围很广，如空气和水的净化、消毒、紫外医疗、高密度光学存储系统、全彩显示器以及固态白光照明等等。半导体紫外光源作为半导体照明后的又一重大产业，已经引起半导体光电行业的广泛关注。

但与蓝光LED不同，目前紫外LED正处于技术发展期，还存在一些难以突破的问题，如AlGaN基紫外LED的内量子效率和发射功率相对较低。

因此，如何提高AlGaN基紫外LED的内量子效率和发射功率成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种深紫外LED，以解决现有技术中深紫外LED的内量子效率和发射功率较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种深紫外LED，包括：

衬底；

位于所述衬底表面的未掺杂的缓冲层；

位于所述未掺杂的缓冲层背离所述衬底表面的N型AlGaN层；

位于所述N型AlGaN层背离所述衬底表面的多量子阱结构；

位于所述多量子阱结构背离所述衬底表面的V型Al组分渐变的P型AlGaN结构，所述V型Al组分渐变的P型AlGaN结构采用极化掺杂，且其中所述V型Al组分渐变的P型AlGaN结构中的Al组分与所述多量子阱结构的Al组分不同；

位于所述V型Al组分渐变的P型AlGaN结构背离所述衬底表面的P型GaN层。

优选地，所述V型Al组分渐变的P型AlGaN结构包括至少一层Al_0.65Ga_0.35N层和至少一层Al_xGa_1-xN层，所述Al_0.65Ga_0.35N层和所述Al_xGa_1-xN层交替叠加，其中，所述Al_0.65Ga_0.35N层生长在所述多量子阱结构的表面。

优选地，所述Al_xGa_1-xN层中的x取值范围为：0.3≤x≤0.4。

优选地，所述V型Al组分渐变的P型AlGaN结构中每层结构的厚度为12.22nm，共110nm。

优选地，所述V型Al组分渐变的P型AlGaN结构的掺杂浓度为5×10¹⁷cm^-3，生长温度为990℃。

优选地，所述衬底为C面的蓝宝石衬底。

优选地，所述未掺杂的缓冲层为未掺杂的Al_0.5Ga_0.5N缓冲层，厚度为1.5μm，生长温度为530℃，且所述未掺杂的Al_0.5Ga_0.5N缓冲层在1050℃恒温6分钟重结晶。

优选地，所述N型AlGaN层为Al_0.5Ga_0.5N层，厚度为3.0μm，掺杂浓度为5×10¹⁸cm^-3，生长温度为1050℃。

优选地，所述多量子阱结构为5个周期的Al_0.36Ga_0.64N层和Al_0.5Ga_0.5N层的叠加结构，其中，所述Al_0.36Ga_0.64N层生长在所述N型AlGaN层的表面。

优选地，所述多量子阱结构的生长温度为1020℃，其中，每层所述Al_0.36Ga_0.64N层的厚度为10nm，每层所述Al_0.5Ga_0.5N层的厚度为3nm。

经由上述的技术方案可知，本发明提供的深紫外LED，在多量子阱结构与P型GaN层之间设置V型Al组分渐变的P型AlGaN结构。一方面，由于V型Al组分渐变P型AlGaN结构采用极化掺杂方式，能够获得更高浓度的空穴，从而提高空穴注入率，使得更多的空穴被注入到有源区的量子阱中，提高有源区电子与空穴辐射复合的概率，从而提高紫外LED的内量子效率和发射功率。