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CN112951955B - 紫外发光二极管外延片及其制备方法 - Google Patents

紫外发光二极管外延片及其制备方法 Download PDF

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CN112951955B CN202110103258.4A CN202110103258A CN112951955B CN 112951955 B CN112951955 B CN 112951955B CN 202110103258 A CN202110103258 A CN 202110103258A CN 112951955 B CN112951955 B CN 112951955B
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polar
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Abstract

本公开提供了一种紫外发光二极管外延片及其制备方法，属于发光二极管技术领域。p型AlGaN层上层叠包括氮极性AlGaN子层与镓极性AlGaN子层的p型复合欧姆接触层，氮极性AlGaN子层的极性与p型AlGaN层的极性相反，二者所产生的耗尽电场和外延层中自发产生的极化电场的方向相同，缩短耗尽区的宽度，获得低欧姆接触电阻，较低开启电压有利于缓解量子限制斯塔克效应，提高紫外发光二极管的发光效率。稳定的镓极性AlGaN子层作为过渡层连接p型AlGaN层与后续的电极或其他外延结构，有效提高p型复合欧姆接触层整体的质量，最终得到的紫外发光二极管的发光效率得到有效提高。

Description

紫外发光二极管外延片及其制备方法
技术领域
本公开涉及到了发光二极管技术领域，特别涉及到一种紫外发光二极管外延片及其制备方法。
背景技术
紫外发光二极管是一种用于光固化的发光产品，常用于食物封口材料固化、医用胶固化等，紫外发光二极管外延片则是用于制备紫外发光二极管的基础结构。紫外发光二极管外延片通常包括衬底及衬底上生长的n型AlGaN层、GaN/AlGaN多量子阱层、p型AlGaN层及p型GaN欧姆接触层。
p型GaN欧姆接触层所需的空穴的激活能较低，可以提高空穴的激活效率，但是氮化镓材料对紫外光有吸收，不利于紫外光的提取，导致紫外发光二极管的出光效率较低。
发明内容
本公开实施例提供了一种紫外发光二极管外延片及其制备方法，可以有效提高紫外发光二极管的发光效率。所述技术方案如下：
本公开实施例提供可一种紫外发光二极管外延片，所述紫外发光二极管外延片包括衬底及依次层叠在所述衬底上的n型AlGaN层、GaN/AlGaN多量子阱层、p型AlGaN层及p型复合欧姆接触层，
所述p型复合欧姆接触层包括依次层叠的氮极性AlGaN子层与镓极性AlGaN子层，所述氮极性AlGaN子层包括多个间隔分布在所述p型AlGaN层上的氮极性AlGaN凸起，所述镓极性AlGaN子层覆盖所述氮极性AlGaN凸起与所述p型AlGaN层。
可选地，所述氮极性AlGaN凸起呈垂直于所述p型AlGaN层表面的柱状，每个所述氮极性AlGaN凸起的高度为20～50nm。
可选地，每个所述氮极性AlGaN凸起的直径为50～150nm。
可选地，多个所述氮极性AlGaN凸起均匀分布在所述p型AlGaN层上，相邻的两个所述氮极性AlGaN凸起之间的距离为150～300nm。
可选地，所述镓极性AlGaN子层的厚度为30～60nm。
可选地，所述镓极性AlGaN子层的厚度与所述氮极性AlGaN子层的厚度之差为10～30nm。
本公开实施例提供了一种紫外发光二极管外延片的制备方法，所述紫外发光二极管外延片的制备方法包括：
提供一衬底；
在所述衬底上生长n型AlGaN层；
在所述n型AlGaN层上生长GaN/AlGaN多量子阱层；
在所述GaN/AlGaN多量子阱层上生长p型AlGaN层；
在所述p型AlGaN层上生长p型复合欧姆接触层，
所述p型复合欧姆接触层包括依次层叠的氮极性AlGaN子层与镓极性AlGaN子层，所述氮极性AlGaN子层包括多个间隔分布在所述p型AlGaN层上的氮极性AlGaN凸起，所述镓极性AlGaN子层覆盖所述氮极性AlGaN凸起与所述p型AlGaN层。
可选地，所述在所述p型AlGaN层上生长p型复合欧姆接触层，包括：
向反应腔通入氮气与镓源，氮气与镓源的摩尔质量比为2000～3500，在所述p型AlGaN层上生长所述氮极性AlGaN子层；
向所述反应腔通入氮气与镓源，氮气与镓源的摩尔质量比为100～300，在所述氮极性AlGaN子层上生长所述镓极性AlGaN子层。
可选地，所述在所述p型AlGaN层上生长所述氮极性AlGaN子层，包括：
向所述反应腔通入氮气与镓源，氮气与镓源的摩尔质量比为2000～3500，在所述p型AlGaN层上生长得到氮极性AlGaN膜；
对所述氮极性AlGaN膜进行刻蚀得到多个所述氮极性AlGaN凸起，以得到所述氮极性AlGaN子层。
可选地，所述氮极性AlGaN子层的生长温度低于所述镓极性AlGaN子层的生长温度，所述氮极性AlGaN子层的生长压力大于所述镓极性AlGaN子层的生长压力。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：
在紫外发光二极管外延片中，p型AlGaN层上层叠p型复合欧姆接触层，p型复合欧姆接触层包括依次层叠的氮极性AlGaN子层与镓极性AlGaN子层，同为铝镓氮材料，晶格失配造成的缺陷较少，整体的质量较高。并且为氮极性的氮极性AlGaN子层在常规的通常为镓极性的p型AlGaN层上生长时，氮极性AlGaN子层的极性与p型AlGaN层的极性完全相反，因此二者所产生的耗尽电场和外延层中自发产生的极化电场的方向相同，可以缩短耗尽区的宽度，获得较低的欧姆接触电阻，从而获得较低的开启电压，而较低开启电压有利于缓解量子限制斯塔克效应，从而提高紫外发光二极管的发光效率。但由于氮极性AlGaN子层的表面较为不稳定，可能会出现氮极性AlGaN子层的缺陷较多而抵消开启电压降低带来的正面效果。因此将氮极性AlGaN子层设置为包括多个间隔分布在p型AlGaN层上的氮极性AlGaN凸起，镓极性AlGaN子层覆盖氮极性AlGaN凸起与p型AlGaN层。性质稳定的镓极性AlGaN子层作为过渡层连接p型AlGaN层与后续的电极或其他外延结构，有效提高p型复合欧姆接触层整体的质量，最终得到的紫外发光二极管的发光效率得到有效提高。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本公开实施例提供的一种紫外发光二极管外延片的结构示意图；
图2是本公开实施例提供的另一种紫外发光二极管外延片的结构示意图；
图3是本公开实施例提供的一种紫外发光二极管外延片的制备方法流程图；
图4是本公开实施例提供的另一种紫外发光二极管外延片的制备方法流程图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
图1是本公开实施例提供的一种紫外发光二极管外延片的结构示意图，如图1所示，本公开实施例提供可一种紫外发光二极管外延片，紫外发光二极管外延片包括衬底1及依次层叠在衬底1上的n型AlGaN层2、GaN/AlGaN多量子阱层3、p型AlGaN层4及p型复合欧姆接触层5。p型复合欧姆接触层5包括依次层叠的氮极性AlGaN子层51与镓极性AlGaN子层52，氮极性AlGaN子层51包括多个间隔分布在p型AlGaN层4上的氮极性AlGaN凸起511，镓极性AlGaN子层52覆盖氮极性AlGaN凸起511与p型AlGaN层4。
在紫外发光二极管外延片中，p型AlGaN层4上层叠p型复合欧姆接触层5，p型复合欧姆接触层5包括依次层叠的氮极性AlGaN子层51与镓极性AlGaN子层52，同为铝镓氮材料，晶格失配造成的缺陷较少，整体的质量较高。并且为氮极性的氮极性AlGaN子层51在常规的通常为镓极性的p型AlGaN层4上生长时，氮极性AlGaN子层51的极性与p型AlGaN层4的极性完全相反，因此二者所产生的耗尽电场和外延层中自发产生的极化电场的方向相同，可以缩短耗尽区的宽度，获得较低的欧姆接触电阻，从而获得较低的开启电压，而较低开启电压有利于缓解量子限制斯塔克效应，从而提高紫外发光二极管的发光效率。但由于氮极性AlGaN子层51的表面较为不稳定，可能会出现氮极性AlGaN子层51的缺陷较多而抵消开启电压降低带来的正面效果。因此将氮极性AlGaN子层51设置为包括多个间隔分布在p型AlGaN层4上的氮极性AlGaN凸起511，镓极性AlGaN子层52覆盖氮极性AlGaN凸起511与p型AlGaN层4。性质稳定的镓极性AlGaN子层52作为过渡层连接p型AlGaN层4与后续的电极或其他外延结构，有效提高p型复合欧姆接触层5整体的质量，最终得到的紫外发光二极管的发光效率得到有效提高。
需要说明的是，氮极性AlGaN子层51与镓极性AlGaN子层52其区别在于以AlGaN晶体的c面为参考，若原子之间的垂直键是从III族原子指向氮原子且和c面同向，则该AlGaN晶体为镓极性；若原子之间的垂直键是从氮原子指向III族原子且与c面反向，则该AlGaN晶体为氮极性。
可选地，p型复合欧姆接触层5的厚度可为50～150nm。
p型复合欧姆接触层5整体的厚度在以上范围内时，可以保证最终得到的p型复合欧姆接触层5的质量，以保证最终得到的紫外发光二极管的质量与发光效率。
示例性地，氮极性AlGaN子层51与镓极性AlGaN子层52中均掺杂有p型杂质。
氮极性AlGaN子层51与镓极性AlGaN子层52中均掺杂有p型杂质，可以保证p型复合欧姆接触层5整体的接触电阻较低，降低紫外发光二极管整体所需的开启电压，保证紫外发光二极管的稳定使用。
示例性地，氮极性AlGaN子层51中p型杂质的掺杂浓度为1019cm-3～1020cm-3，镓极性AlGaN子层52中p型杂质的掺杂浓度为1019cm-3～1020cm-3。
p型杂质的掺杂浓度在以上范围内时，氮极性AlGaN子层51与镓极性AlGaN子层52的质量均较好，且二者的内部电阻均较低，以有效保证p型复合欧姆接触层5的质量的同时，合理控制最终得到的紫外发光二极管的发光效率。
需要说明的是，在本公开所提供的其他实现方式中，也可在氮极性AlGaN子层51或镓极性AlGaN子层52中掺杂p型杂质，本公开对此不做限制。
可选地，氮极性AlGaN凸起511呈垂直于p型AlGaN层4表面的柱状，每个氮极性AlGaN凸起511的高度为20～50nm。
氮极性AlGaN凸起511的高度在以上范围内时，氮极性AlGaN凸起511与p型AlGaN层4可以有效缩减耗尽区的长度，紫外发光二极管的开启电压可以得到有效降低，同时紫外发光二极管外延片整体的制备成本也不会过高，可以保证最终得到的紫外发光二极管的发光效率有效提高，而不会过度提高紫外发光二极管的制备成本。
示例性地，每个氮极性AlGaN凸起511的直径为50～150nm。
氮极性AlGaN凸起511的直径在以上范围内，氮极性AlGaN凸起511的质量较为稳定，且此时紫外发光二极管的开启电压降低的幅度较大，可以有效提高最终得到的紫外发光二极管的质量及发光效率。
需要说明的是，在本公开所提供的其他实现方式中，氮极性AlGaN凸起511的形状也可为圆台形或者方块形，本公开对此不做限制。
可选地，多个氮极性AlGaN凸起511均匀分布在p型AlGaN层4上，相邻的两个氮极性AlGaN凸起511之间的距离为150～300nm。
多个氮极性AlGaN凸起511均匀分布在p型AlGaN层4上，且相邻的两个氮极性AlGaN凸起511之间的距离在以上范围内，多个氮极性AlGaN凸起511之间生长的镓极性AlGaN子层52能够较好地填充间隙，实现与p型AlGaN层4的良好连接，并保证p型复合欧姆接触层5的整体质量。
在本公开所提供的其他实现方式中，多个氮极性AlGaN凸起511也可较为随意地分布在p型AlGaN层4上，本公开对此不做限制。
可选地，镓极性AlGaN子层52的厚度为30～60nm。
镓极性AlGaN子层52的厚度在以上范围内时，镓极性AlGaN子层52的质量较好，可以保证最终得到的p型复合欧姆接触层5整体质量较好。
可选地，镓极性AlGaN子层52的厚度与氮极性AlGaN子层51的厚度之差为10～30nm。
镓极性AlGaN子层52的厚度与氮极性AlGaN子层51的厚度之差在以上范围内时，最终得到的p型复合欧姆接触层5整体质量较好，且性质较为稳定的镓极性AlGaN子层52可以实现与电极之间的有效连接与电流传递。
图2是本公开实施例提供的另一种紫外发光二极管外延片的结构示意图，参考图2可知，在本公开实施例提供的另一种实现方式中，紫外发光二极管外延片可包括衬底1与在衬底1上依次层叠的缓冲层6、未掺杂AlGaN层7、n型AlGaN层2、GaN/AlGaN多量子阱层3、电子阻挡层8、p型AlGaN层4及P型复合欧姆接触层5。
需要说明的是，图2中所示的P型复合欧姆接触层5的结构与图1中所示的P型复合欧姆接触层5的结构相同，此处不再赘述。
示例性地，缓冲层6为AlN层。能够有效缓解衬底1与缓冲层6之后的结构的晶格失配。
可选地，缓冲层6的厚度为15～35nm。可以有效缓解晶格失配且不过度提高制备成本。
可选地，未掺杂AlGaN层7的厚度可为0.1至3.0微米。
未掺杂AlGaN层7的厚度较为恰当，成本较为合理的同时可以有效提高紫外发光二极管的质量。
可选地，n型AlGaN层2的厚度可在1.5～3.5微米之间。
n型AlGaN层2可以合理提供载流子，n型AlGaN层2本身的质量也好。
示例性地，n型AlGaN层2中所掺杂的n型元素可为Si元素。
示例性地，GaN/AlGaN多量子阱层3可为多量子阱结构。GaN/AlGaN多量子阱层3包括交替层叠的GaN层31和AlxGa1-xN层32，其中，0<x<0.3。发光效率较好。
GaN层31和AlxGa1-xN层32的层数可相同，且层数均可为4到12。得到的GaN/AlGaN多量子阱层3的质量较好，成本也较为合理。
可选地，GaN层31的厚度可在3nm左右，AlxGa1-xN层32的厚度可在8nm至20nm间。可以有效捕捉载流子并发光。
示例性地，电子阻挡层8可为P型AlyGa1-yN层(0.2<y<0.5)，P型AlyGa1-yN层的厚度可为15nm至60nm之间。阻挡电子的效果较好。
示例性地，p型AlGaN层4可为P型掺杂AlGaN层。便于制备与获取。
可选地，p型AlGaN层4的厚度为50～300nm。得到的p型AlGaN层4整体的质量较好。
需要说明的是，图2仅为本公开实施例提供的紫外发光二极管的一种实现方式，在本公开所提供的其他实现方式中，紫外发光二极管也可为包括有反射层的其他形式的紫外发光二极管，本公开对此不做限制。
图3是本公开实施例提供的一种紫外发光二极管外延片的制备方法流程图，如图3所示，该紫外发光二极管外延片的制备方法包括：
S101：提供一衬底。
S102：在衬底上生长n型AlGaN层。
S103：在n型AlGaN层上生长GaN/AlGaN多量子阱层。
S104：在GaN/AlGaN多量子阱层上生长p型AlGaN层。
S105：在p型AlGaN层上生长P型复合欧姆接触层，p型复合欧姆接触层包括依次层叠的氮极性AlGaN子层与镓极性AlGaN子层，氮极性AlGaN子层包括多个间隔分布在p型AlGaN层上的氮极性AlGaN凸起，镓极性AlGaN子层覆盖氮极性AlGaN凸起与p型AlGaN层。
图3中所示的紫外发光二极管外延片的制备方法的技术效果与图1中所示的紫外发光二极管外延片的结构对应的技术效果相同，因此图3所示的制备方法的技术效果可参考图1中所示的技术效果，此处不再赘述。
图4是本公开实施例提供的另一种紫外发光二极管外延片的制备方法流程图，如图4所示，该紫外发光二极管外延片的制备方法包括：
S201：提供一衬底。
可选地，衬底可为蓝宝石衬底。
S202：在衬底上生长缓冲层，缓冲层为AlN层。
步骤S202中的AlN层可通过磁控溅射得到，
可选地，AlN层的溅射温度为400～700℃，溅射功率为3000～5000W，压力为1～10torr。能够得到质量较好的缓冲层。
可选地，步骤S202还包括：对缓冲层进行原位退火处理，温度在1000℃～1200℃，压力区间为150Torr～500Torr，时间在5分钟至10分钟之间。可以进一步提高缓冲层的晶体质量。
S203：在缓冲层上生长未掺杂AlGaN层。
可选地，未掺杂AlGaN层的生长温度为1000℃-1200℃，压力为50～200torr。得到的未掺杂AlGaN层的质量更好，能够提高最终得到的紫外发光二极管的晶体质量。
可选地，未掺杂AlGaN层的生长厚度在0.1至3.0微米之间。能够提高最终得到的紫外发光二极管的晶体质量。
S204：在未掺杂AlGaN层上生长n型AlGaN层。
可选地，n型层为Si掺杂的n型AlGaN层。易于制备与获取。
可选地，n型AlGaN层的生长温度为1000℃-1200℃，压力为50～200torr。得到的n型AlGaN层的质量更好，能够提高最终得到的紫外发光二极管的晶体质量。
示例性地，n型AlGaN层的生长厚度在1至4.0微米之间。能够提高最终得到的紫外发光二极管的晶体质量。
示例性地，n型AlGaN层中，Si掺杂浓度在1018cm-3-1020cm-3之间。
S205：在n型AlGaN层上生长GaN/AlGaN多量子阱层。
可选地，GaN/AlGaN多量子阱层可包括多量子阱结构。GaN/AlGaN多量子阱层包括多个交替层叠的GaN层和AlxGa1-xN层(0<x<0.3)。
示例性地，GaN层的生长温度的范围在850℃-950℃间，压力范围在100Torr与300Torr之间；AlxGa1-xN层的生长温度在900℃-1000℃，生长压力在50Torr到200Torr之间。能够得到质量较好的GaN/AlGaN多量子阱层。
可选地，GaN层的阱厚在3nm左右，垒的厚度在8nm至20nm间。得到的GaN/AlGaN多量子阱层的质量较好且成本合理。
S206：在GaN/AlGaN多量子阱层上生长电子阻挡层。
可选地，电子阻挡层可为p型AlyGa1-yN层(0.2<y<0.5)。
可选地，p型AlyGa1-yN层的生长温度为900℃-1050℃，压力为50～200torr。得到的p型掺杂AlGaN层的质量更好，能够提高最终得到的紫外发光二极管的晶体质量。
示例性地，p型掺杂AlGaN层的生长厚度在15至60纳米之间。能够提高最终得到的紫外发光二极管的晶体质量。
S207：在电子阻挡层上生长p型AlGaN层。
可选地，p型AlGaN层的生长温度为850℃-1050℃，压力为50～200torr。得到的p型AlGaN层的质量更好，能够提高最终得到的紫外发光二极管的晶体质量。
示例性地，p型AlGaN层的生长厚度在100至300纳米之间。能够提高最终得到的紫外发光二极管的晶体质量。
S208：在p型AlGaN层上生长P型复合欧姆接触层。
步骤S208，可包括：向反应腔通入氮气与镓源，氮气与镓源的摩尔质量比为2000～3500，在p型AlGaN层上生长氮极性AlGaN子层；向反应腔通入氮气与镓源，氮气与镓源的摩尔质量比为100～300，在氮极性AlGaN子层上生长镓极性AlGaN子层。
向反应腔通入摩尔质量比为2000～3500的氮气与镓源时，可以实现AlGaN的极性反转，保证最终可以得到相对较为稳定的氮极性AlGaN子层，且氮极性AlGaN子层本身的质量较好。在氮极性AlGaN子层生长完成之后，再通入摩尔质量比为100～300的氮气与镓源，以生长得到性质稳定且质量较好的镓极性AlGaN子层。最终得到质量稳定的p型复合欧姆接触层。
示例性地，在p型AlGaN层上生长氮极性AlGaN子层，包括：
向反应腔通入氮气与镓源，氮气与镓源的摩尔质量比为2000～3500，在p型AlGaN层上生长得到氮极性AlGaN膜；对氮极性AlGaN膜进行刻蚀得到多个氮极性AlGaN凸起，以得到氮极性AlGaN子层。
先在p型AlGaN层上生长得到氮极性AlGaN膜，氮极性AlGaN膜由于是整体沉积的，氮极性AlGaN膜内部的质量较好，再对氮极性AlGaN膜进行刻蚀，可以得到内部质量较好，且性质相对稳定的氮极性AlGaN凸起，最终形成质量较好的氮极性AlGaN子层。
在本公开提供的其他实现方式中，也可以直接通过光刻工艺，在p型AlGaN层上直接沉积得到多个氮极性AlGaN凸起，本公开对此不做限制。
示例性地，氮极性AlGaN子层的生长温度低于镓极性AlGaN子层的生长温度，氮极性AlGaN子层的生长压力大于镓极性AlGaN子层的生长压力。
氮极性AlGaN子层的生长温度可略低于镓极性AlGaN子层的生长温度，减小氮极性AlGaN子层生长时出现的升华情况，保证氮极性AlGaN子层的稳定沉积。氮极性AlGaN子层的生长压力可大于镓极性AlGaN子层的生长压力，相对较高的压力可以促使性质不稳定的氮极性AlGaN子层更有效地沉积。性质较为稳定的镓极性AlGaN子层则可以选择高温高压快速沉积生长，提高最终得到的p型复合欧姆接触层的质量的同时，提高制备效率。
可选地，氮极性AlGaN子层的生长温度为950℃～1050℃，氮极性AlGaN子层的生长压力为100Torr～200Torr；镓极性AlGaN子层的生长温度区间为1000℃～1150℃，镓极性AlGaN子层的生长压力为50Torr～100Torr。
氮极性AlGaN子层的生长条件与镓极性AlGaN子层的生长条件分别在以上范围内时，氮极性AlGaN子层与镓极性AlGaN子层的质量较好。且p型复合欧姆接触层所需的制备时间也较短。
S209：对紫外发光二极管外延片进行退火。
可选地，步骤S209中，退火温度为650℃～850℃，退火时长为5到15分钟，退火之后反应腔温度降温至20℃～30℃。可以有效释放紫外发光二极管外延片的应力，提高最终得到的紫外发光二极管外延片的质量。
执行完步骤S209后的紫外发光二极管外延片的结构可参见图2。
需要说明的是，在本公开实施例中，采用VeecoK 465i or C4 or RB MOCVD(MetalOrganic Chemical Vapor Deposition，金属有机化合物化学气相沉淀)设备实现LED的生长方法。采用高纯H2(氢气)或高纯N2(氮气)或高纯H2和高纯N2的混合气体作为载气，高纯NH3作为N源，三甲基镓(TMGa)及三乙基镓(TEGa)作为镓源，三甲基铟(TMIn)作为铟源，硅烷(SiH4)作为N型掺杂剂，三甲基铝(TMAl)作为铝源，二茂镁(CP2Mg)作为P型掺杂剂。
以上，并非对本公开作任何形式上的限制，虽然本公开已通过实施例揭露如上，然而并非用以限定本公开，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本公开技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本公开技术方案的内容，依据本公开的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本公开技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述紫外发光二极管外延片包括衬底及依次层叠在所述衬底上的n型AlGaN层、GaN/AlGaN多量子阱层、p型AlGaN层及p型复合欧姆接触层，
所述p型复合欧姆接触层包括依次层叠的氮极性AlGaN子层与镓极性AlGaN子层，所述氮极性AlGaN子层包括多个间隔分布在所述p型AlGaN层远离所述衬底的表面上的氮极性AlGaN凸起，所述镓极性AlGaN子层覆盖所述氮极性AlGaN凸起的表面与所述p型AlGaN层远离所述衬底的表面。
2.根据权利要求1所述的紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述氮极性AlGaN凸起呈垂直于所述p型AlGaN层表面的柱状，每个所述氮极性AlGaN凸起的高度为20～50nm。
3.根据权利要求2所述的紫外发光二极管外延片，其特征在于，每个所述氮极性AlGaN凸起的直径为50～150nm。
4.根据权利要求1～3任一项所述的紫外发光二极管外延片，其特征在于，多个所述氮极性AlGaN凸起均匀分布在所述p型AlGaN层上，相邻的两个所述氮极性AlGaN凸起之间的距离为150～300nm。
5.根据权利要求1～3任一项所述的紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述镓极性AlGaN子层的厚度为30～60nm。
6.根据权利要求1～3任一项所述的紫外发光二极管外延片，其特征在于，所述镓极性AlGaN子层的厚度与所述氮极性AlGaN子层的厚度之差为10～30nm。
7.一种紫外发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述紫外发光二极管外延片的制备方法包括：
提供一衬底；
在所述衬底上生长n型AlGaN层；
在所述n型AlGaN层上生长GaN/AlGaN多量子阱层；
在所述GaN/AlGaN多量子阱层上生长p型AlGaN层；
在所述p型AlGaN层上生长p型复合欧姆接触层，
所述p型复合欧姆接触层包括依次层叠的氮极性AlGaN子层与镓极性AlGaN子层，所述氮极性AlGaN子层包括多个间隔分布在所述p型AlGaN层远离所述衬底的表面上的氮极性AlGaN凸起，所述镓极性AlGaN子层覆盖所述氮极性AlGaN凸起的表面与所述p型AlGaN层远离所述衬底的表面。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述在所述p型AlGaN层上生长p型复合欧姆接触层，包括：
向反应腔通入氮气与镓源，氮气与镓源的摩尔质量比为2000～3500，在所述p型AlGaN层上生长所述氮极性AlGaN子层；
向所述反应腔通入氮气与镓源，氮气与镓源的摩尔质量比为100～300，在所述氮极性AlGaN子层上生长所述镓极性AlGaN子层。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述在所述p型AlGaN层上生长所述氮极性AlGaN子层，包括：
向所述反应腔通入氮气与镓源，氮气与镓源的摩尔质量比为2000～3500，在所述p型AlGaN层上生长得到氮极性AlGaN膜；
对所述氮极性AlGaN膜进行刻蚀得到多个所述氮极性AlGaN凸起，以得到所述氮极性AlGaN子层。
10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，所述氮极性AlGaN子层的生长温度低于所述镓极性AlGaN子层的生长温度，所述氮极性AlGaN子层的生长压力大于所述镓极性AlGaN子层的生长压力。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114864783A (zh) * 2022-03-15 2022-08-05 嘉兴鼎镓半导体有限公司 一种紫外线发光二极管结构
CN114420807B (zh) * 2022-04-01 2022-08-12 江西兆驰半导体有限公司 发光二极管外延片及其制备方法
CN117174802B (zh) * 2023-11-02 2024-02-20 江西兆驰半导体有限公司 发光二极管的外延结构及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101661985A (zh) * 2009-09-18 2010-03-03 厦门市三安光电科技有限公司 一种垂直结构氮化镓基发光二极管制作方法
CN109920889A (zh) * 2019-01-29 2019-06-21 华灿光电（浙江）有限公司 氮化镓基发光二极管外延片及其制造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100576870B1 (ko) * 2004-08-11 2006-05-10 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법
US7943949B2 (en) * 2004-09-09 2011-05-17 Bridgelux, Inc. III-nitride based on semiconductor device with low-resistance ohmic contacts
US7812354B2 (en) * 2006-12-06 2010-10-12 Cree, Inc. Alternative doping for group III nitride LEDs
KR20090115906A (ko) * 2008-05-05 2009-11-10 송준오 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자를 위한 표면요철 형성 방법
KR20140086624A (ko) * 2012-12-28 2014-07-08 삼성전자주식회사 질화물 반도체 발광 소자
CN104835893B (zh) * 2015-05-29 2017-06-13 东南大学 基于金属氮化物半导体的氮极性面发光二极管及制备方法
CN109638114B (zh) * 2018-10-16 2020-10-09 华灿光电(苏州）有限公司 一种发光二极管外延片及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101661985A (zh) * 2009-09-18 2010-03-03 厦门市三安光电科技有限公司 一种垂直结构氮化镓基发光二极管制作方法
CN109920889A (zh) * 2019-01-29 2019-06-21 华灿光电（浙江）有限公司 氮化镓基发光二极管外延片及其制造方法

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