[发明专利]具有双极性AlN模板层的深紫外发光二极管的外延片

说明书

本公开提供了一种具有双极性AlN模板层的深紫外发光二极管的外延片，属于光电子制造技术领域。该外延片包括衬底和依次形成在所述衬底上AlN模板层、n型AlGaN层、多量子阱层和p型层；所述AlN模板层远离所述衬底的表面具有多个第一极性区域和多个第二极性区域，所述第一极性区域和所述第二极性区域沿同一方向交替分布，所述第一极性区域呈铝极性，所述第二极性区域呈氮极性。本公开实施例能够促进载流子的辐射复合，极大地提升了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，特别涉及一种具有双极性AlN模板层的深紫外发光二极管的外延片。

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至350nm的发光二极管。然而，相关技术中深紫外发光二极管的外延生长技术还不够成熟，生长高性能深紫外发光二极管的材料难度较高，因而制备的外延片容易出现载流子的复合效率低的问题，因此深紫外发光二极管的发光效率较差。

发明内容

本公开实施例提供了一种具有双极性AlN模板层的深紫外发光二极管的外延片及其制备方法，能促进载流子的辐射复合，极大地提升了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具有双极性AlN模板层的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AlN模板层、n型AlGaN层、多量子阱层和p型层；所述AlN模板层远离所述衬底的表面具有多个第一极性区域和多个第二极性区域，所述第一极性区域和所述第二极性区域沿同一方向交替分布，所述第一极性区域呈铝极性，所述第二极性区域呈氮极性。

可选地，所述第一极性区域和所述第二极性区域均呈条状，所述第一极性区域和所述第二极性区域平行。

可选地，所述第一极性区域的宽度为1nm至1000nm，所述第二极性区域的宽度为1nm至1000nm。

可选地，所述第一极性区域的宽度小于所述第二极性区域的宽度。

另一方面，本公开实施例还提供了一种具有双极性AlN模板层的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；在所述衬底上依次生长AlN模板层、n型AlGaN层、多量子阱层和p型层；其中，所述AlN模板层远离所述衬底的表面具有多个第一极性区域和多个第二极性区域，所述第一极性区域和所述第二极性区域沿同一方向交替分布，所述第一极性区域呈铝极性，所述第二极性区域呈氮极性。

可选地，生长所述AlN模板层采用以下方式形成：在所述衬底上依次形成AlN层和介质层；刻蚀所述介质层至露出所述AlN层，以在所述AlN层上形成交替间隔分布的多个掩膜条纹；采用KON溶液对所述AlN层进行腐蚀处理，使所述AlN层远离所述衬底的表面中未被所述掩膜条纹覆盖的区域呈氮极性；去除所述掩膜条纹。

可选地，生长所述AlN层时，生长温度为1200℃至1500℃，生长压力为30mbar至60mbar，通入氨气和三甲基铝作为反应物，V/Ⅲ摩尔比为200至1000，生长时间为100s至5000s。

可选地，所述AlN层的厚度为1μm至3μm。

可选地，采用等离子体增强化学气相沉积法在所述AlN层上生长介质层，所述介质层为SiO₂层、Si₃N₄层和Si_xN层中的一种。

可选地，所述介质层的厚度为1nm至100nm。