[发明专利]一种深紫外LED外延结构及其生长方法

说明书

本发明提供了一种深紫外LED外延结构及其生长方法，本发明提供的技术方案所制作的N型层可以为超晶格层，每个重复单元层包括有依次生长的InSiN层和N型Al_mGa_(1‑m)N层，或者，N型层为包含Si、In的Al_aGa_(1‑a)N层；由于InSiN层及共掺的Si和In能够抑制深受主中心的形成以减少自补偿效应，减少散射中心提高掺杂效率，进而能够提高N型层的晶体质量，保证深紫外LED外延结构的发光效率高。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更为具体地说，涉及一种深紫外LED(LightEmitting Diode，发光二极管)外延结构及其生长方法。

背景技术

近些年来AlGaN基深紫外发光二极管的应用非常广泛，如，在空气和水的净化、表面消毒、紫外线固化、医学光疗等方面有广泛的应用。虽然深紫外LED的光输出功率已经被大大提高，但是AlGaN基深紫外LED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200-350nm的深紫外LED的外量子效率通常都低10％，相比于InGaN基的近紫外和可见光LED的外量子效率低一个数量级。现有的AlGaN基深紫外LED仍然有改进空间。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种深紫外LED外延结构及其生长方法，有效地解决了现有技术存在的技术问题，提高了深紫外LED外延结构的发光效率高。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种深紫外LED外延结构的生长方法，包括：

提供衬底；

在所述衬底上生长AlGaN缓冲层；

在所述AlGaN缓冲层背离所述衬底一侧生长非掺杂AlGaN层；

在所述非掺杂AlGaN层背离所述衬底一侧生长N型层，所述N型层为超晶格层或者为非超晶格层；当N型层为超晶格层时，其包括多个重复单元层，所述重复单元层包括依次生长的InSiN层和N型Al_mGa_(1-m)N层，0＜m＜1；当N型层为非超晶格层时，其为包含Si、In的Al_aGa_(1-a)N层，其中a＝m或者a＝t，0＜t＜m＜1，或者0＜m＜t＜1；

在所述N型层背离所述衬底一侧生长多量子阱层；

在所述多量子阱层背离所述衬底一侧生长电子阻挡层；

在所述电子阻挡层背离所述衬底一侧生长P型AlGaN层；

在所述P型AlGaN层背离所述衬底一侧生长P型接触层。

可选的，所述重复单元层还包括位于所述InSiN层背离所述N型Al_mGa_(1-m)N层一侧的Al_tGa_(1-t)N层，0＜t＜m＜1，或者0＜m＜t＜1。

可选的，当所述非超晶格结构层中Al_aGa_(1-a)N层的a＝m时，Si、In元素采用脉冲式通入，且通入Si、In同时不通入Al源；a＝t时，Si、In元素采用脉冲式通入，且通入Si、In时，同时通入Al源。

可选的，制作所述InSiN层时采用NH3为N源，采用N2和H2混合气体为载气，及采用In和Si摩尔流量比为0.0001-0.05，包括端点值。

可选的，制作所述N型层时采用的生长温度为1000-1200℃，包括端点值。

相应的，本发明还提供了一种深紫外LED外延结构，包括：

衬底；