[发明专利]一种具有隧穿结构的深紫外LED及其制备方法

权利要求书

1.一种具有隧穿结构的深紫外LED，其特征在于，所述具有隧穿结构的深紫外LED由下至上依次设置有蓝宝石衬底、AlN缓冲层、AlN本征层、n型AlGaN电子注入层、量子阱有源层、p型AlGaN电子阻挡层、GaN隧穿层以及n型AlGaN接触层，所述p型AlGaN电子阻挡层、GaN隧穿层以及n型AlGaN接触层构成复合隧穿结构。

2.根据权利要求1中所述的具有隧穿结构的深紫外LED，其特征在于，所述p型AlGaN电子阻挡层的Al组分百分数为50～100％，厚度为1～200nm，所述p型AlGaN电子阻挡层中使用Mg作为p型掺杂剂。

3.根据权利要求1中所述的具有隧穿结构的深紫外LED，其特征在于，GaN隧穿层的厚度为1～30nm。

4.根据权利要求1中所述的具有隧穿结构的深紫外LED，其特征在于，所述n型AlGaN接触层的Al组分百分数为50～100％，厚度为1～500nm，所述n型AlGaN接触层中使用Si作为n型掺杂剂，电子浓度为1×10¹⁸～5×10¹⁹cm^-3。

5.根据权利要求1中所述的具有隧穿结构的深紫外LED，其特征在于，所述具有隧穿结构的深紫外LED还包括第一电极和第二电极，所述第一电极设置于所述n型AlGaN电子注入层与量子阱有源层形成的台阶结构处，所述第二电极设置于所述n型AlGaN接触层远离所述GaN隧穿层一侧。

6.一种如权利要求1～5中任一所述具有隧穿结构的深紫外LED的制备方法，其特征在于，其步骤包括：

(1)在400～800℃下，于蓝宝石衬底上生长AlN低温缓冲层，且所述AlN低温缓冲层的厚度为10～50nm；

(2)升温至1200～1400℃，于所述AlN低温缓冲层上生长AlN本征层，且所述AlN本征层的厚度为500～4000nm；

(3)降温至800～1200℃，于所述AlN本征层上生长n型AlGaN电子注入层，其中Al的组分百分数为20～90％，厚度为500～4000nm；

(4)调温至700～1100℃，于所述n型AlGaN电子注入层上生长量子阱有源层，所述量子阱有源层中势垒厚度为5～30nm，Al组分百分数为20～100％，势阱厚度为0.1～5nm，Al组分百分数为0.1％～80％；

(5)维持温度700～1100℃，于所述量子阱有源层上生长p型AlGaN电子阻挡层，且所述p型AlGaN电子阻挡层的厚度为1～200nm；

(6)维持温度700～1100℃，于所述p型AlGaN电子阻挡层上生长GaN隧穿层，且所述GaN隧穿层的厚度为1～30nm；

(7)维持温度700～1100℃，于所述GaN隧穿层上生长n型AlGaN接触层，且所述n型AlGaN接触层的厚度为1～500nm，电子浓度为1×10¹⁸～5×10¹⁹cm^-3。

7.根据权利要求6中所述具有隧穿结构的深紫外LED的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中，生长所述p型AlGaN电子阻挡层的V/III比为50～10000，采用Mg作为p型掺杂剂。

8.根据权利要求6中所述具有隧穿结构的深紫外LED的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中，生长所述GaN隧穿层的V/III比为50～10000。

9.根据权利要求6中所述具有隧穿结构的深紫外LED的制备方法，其特征在于，所述步骤(7)中，生长所述V/III比为50～10000，采用Si作为n型掺杂剂，原料中SiH₄流量为0.01～50SCCM。

10.根据权利要求6中所述具有隧穿结构的深紫外LED的制备方法，其特征在于，所述具有隧穿结构的深紫外LED的制备方法还包括：

(8)在所述n型AlGaN电子注入层与量子阱有源层形成的台阶结构处设置第一电极，在所述n型AlGaN接触层远离所述GaN隧穿层一侧设置第二电极。