[发明专利]一种紫外发光二极管及其制作方法

说明书

本发明公开了一种紫外发光二极管，包括蓝宝石衬底与GaN缓冲层，所述紫外发光二极管包括GaN纳米线层与GaN纳米线融合层；所述GaN纳米线层设置在所述紫外发光二极管的蓝宝石衬底表面；所述GaN纳米线层包括GaN纳米线，所述GaN纳米线的两端分别连接所述GaN纳米线融合层和所述蓝宝石衬底，实现所述GaN纳米线融合层与所述蓝宝石衬底间的电连接；所述GaN纳米线融合层设置在所述GaN纳米线层与所述紫外发光二极管的GaN缓冲层之间。本发明通过将传统的GaN层替换成GaN纳米线层，减少了GaN材料与衬底的接触面积，同时也就减少了接触面间的缺陷和位错，提升了内量子效率，进而提高了元件效率。本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的紫外发光二极管的制作方法。

技术领域

本发明涉及半导体发光器件领域，特别是涉及一种紫外发光二极管及其制作方法。

背景技术

自上世纪90年代，研究者将研究重心转向III族氮化物紫外发光器件，紫外发光二极管发展到目前已经取得了阶段性的成就。紫外发光二极管应用范围很广，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。其中，GaN是一种宽带隙化合物材料，具有发射蓝光、高温、高频、高压、大功率和耐酸、耐碱、耐腐蚀等特点，使得它在蓝光和紫外光电子学技术领域占有重要地位，是制作紫外发光二极管的理想材料。

现有的GaN基紫外发光二极管中，缺少能与GaN材料相匹配的衬底，导致晶格失配较大，从而产生较大的缺陷和较多的位错，限制了元件中内量子的效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种紫外发光二极管及其制作方法，以减少GaN材料与衬底上的缺陷及位错，提升内量子效率，提升元件的工作效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种紫外发光二极管，包括蓝宝石衬底与GaN缓冲层，所述紫外发光二极管包括GaN纳米线层与GaN纳米线融合层；

所述GaN纳米线层设置在所述紫外发光二极管的蓝宝石衬底表面；

所述GaN纳米线层包括GaN纳米线，所述GaN纳米线的两端分别连接所述GaN纳米线融合层和所述蓝宝石衬底，实现所述GaN纳米线融合层与所述蓝宝石衬底间的电连接；

所述GaN纳米线融合层设置在所述GaN纳米线层与所述紫外发光二极管的GaN缓冲层之间。

可选地，在所述紫外发光二极管中，所述紫外发光二极管还包括金属基底层；

所述金属基底设置在所述紫外发光二极管的蓝宝石衬底与所述GaN纳米线层之间。

可选地，在所述紫外发光二极管中，所述金属基底层为镍层。

可选地，在所述紫外发光二极管中，所述镍层的厚度范围为5纳米至10 纳米，包括端点值。

可选地，在所述紫外发光二极管中，所述GaN纳米线层的厚度范围为100 纳米至150纳米，包括端点值。

本发明还提供了一种紫外发光二极管的制作方法，包括：

提供蓝宝石衬底，通入含镓源氮气、氯化氢气体及氨气，在所述蓝宝石衬底表面生长出GaN纳米线，生成GaN纳米线层；

使所述GaN纳米线横向生长，生成GaN纳米线融合层；

依次在所述GaN纳米线融合层上设置GaN缓冲层、本征GaN层、N型 GaN层、AlGaN/GaN多量子阱结构、P型AlGaN层及P型GaN层，得到所述紫外发光二极管。

可选地，在所述紫外发光二极管的制作方法中，在所述生长出GaN纳米线之前，还包括：

在所述蓝宝石衬底表面设置金属基底层；

所述在所述蓝宝石衬底表面生长出GaN纳米线，生成GaN纳米线层包括：