[发明专利]深紫外发光二极管的外延片及其制备方法

说明书

本公开提供了一种深紫外发光二极管的外延片及其制备方法，属于光电子制造技术领域。该制备方法包括在衬底上依次外延生长第一AlN缓冲层、n型AlGaN层、多量子阱层和p型层，第一AlN缓冲层包括交替层叠的第一AlN层和第二AlN层，在生长第一AlN层时，向反应腔内通入氧气。在生长第一AlN层时向反应腔内通入氧气，使得有一部分氧原子替代AlN中的氮原子，还有一部分氧原子会成为间隙原子，由于氧原子的半径比氮原子的半径大，这两部分氧原子会使AlN的晶格产生一定的畸变，增加AlN的晶格常数，缓解衬底和AlN间的晶格失配，能够进一步减少缺陷，提高外延片的晶体质量，提高深紫外发光二极管的发光效率。

技术领域

本公开涉及光电子制造技术领域，特别涉及一种深紫外发光二极管的外延片及其制备方法。

背景技术

发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)作为光电子产业中极具影响力的新产品，具有体积小、使用寿命长、颜色丰富多彩、能耗低等特点，广泛应用于照明、显示屏、信号灯、背光源、玩具等领域。LED的核心结构是外延片，外延片的制作对LED的光电特性有着较大的影响。

外延片通常包括n型层、多量子阱层和p型层。深紫外发光二极管是发光波长在200nm～350nm的发光二极管，深紫外发光二极管的外延片中n型层通常为AlGaN层。

高质量的AlGaN层能够提高深紫外LED的发光效率，为了改善AlGaN层的质量，减少位错密度，在n型层之前还设置有AlN缓冲层。但是即使设置了AlN缓冲层，生长出来的外延片仍然存在较多的位错缺陷，发光效率无法满足需要。

发明内容

本公开实施例提供了一种深紫外发光二极管的外延片及其制备方法，能够进一步减少位错缺陷，提高外延片的晶体质量，提高深紫外发光二极管的发光效率。所述技术方案如下：

一方面，本公开实施例提供了一种深紫外发光二极管的外延片的制备方法，所述制备方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上依次外延生长第一AlN缓冲层、n型AlGaN层、多量子阱层和p型层，其中，所述第一AlN缓冲层为周期性结构，所述周期性结构包括交替层叠的第一AlN层和第二AlN层，所述第一AlN层采用物理气相沉积的方式生长，所述第二AlN层采用金属有机化合物化学气相沉积的方式生长，在生长所述第一AlN层时，向反应腔内通入氧气。

可选地，沿所述外延片生长的方向，生长各个所述第一AlN层时，向反应腔内通入的氧气流量逐层递减。

可选地，氧气的流量为1sccm～5sccm。

可选地，沿所述外延片生长的方向，各个所述第一AlN层的溅射功率逐层递增。

可选地，相邻所述第一AlN层的溅射功率相差280W～320W。

可选地，最靠近所述衬底的所述第一AlN层的溅射功率为2000W～5000W。

可选地，所述第一AlN层的生长压力为5mtorr～10mtorr。

可选地，所述第二AlN层的生长温度为1000℃～1200℃。

另一方面，本公开实施例还提供了一种深紫外发光二极管的外延片，所述外延片包括衬底和依次形成在所述衬底上的第一AlN缓冲层、n型AlGaN层、多量子阱层和p型层，其中，所述第一AlN缓冲层为周期性结构，所述周期性结构包括交替层叠的第一AlN层和第二AlN层，所述第一AlN层采用物理气相沉积的方式生长，所述第二AlN层采用金属有机化合物化学气相沉积的方式生长，在生长所述第一AlN层时，向反应腔内通入氧气。

可选地，所述第一AlN层和所述第二AlN层交替层叠的周期数为2～5。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：