[发明专利]具有能带结构电位波动的高效紫外发光二极管

权利要求书

1.一种制造紫外发光二极管LED的方法，在所述LED的有源区中具有能带结构电位波动，所述LED使用非对称单量子阱结构，所述方法包括使用过量的镓来生长第一AlGaN量子阱层的步骤、生长AlGaN电子阻挡层的步骤、以及生长p-GaN层的步骤，并且所述方法还包括在所述AlGaN电子阻挡层与所述p-GaN层之间插入Mg掺杂的AlGaN层的步骤，

其中，所述方法还包括生长在所述第一AlGaN量子阱层之下的第一势垒层和在所述第一AlGaN量子阱层之上的势垒层，其中，所述第一势垒层具有比所述第一AlGaN量子阱层之上的所述势垒层大的厚度，其中，使用过量的镓来生长所述第一势垒层和所述第一AlGaN量子阱层之上的所述势垒层。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一AlGaN量子阱层通过从以下组成的组中选择的方法来生长：分子束外延(MBE)、等离子体辅助分子束外延(PA-MBE)、电子回旋共振分子束外延(ECR-MBE)、气体源分子束外延(GS-MBE)、金属有机化学气相沉积(MOCVD，或MOVPE)、和原子层沉积(ALD)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定为所使用的镓通量与AlGaN的化学计量生长所需的镓通量的比率并且等于所使用的Ga通量/(活性N通量-Al通量)的所述过量的镓处于从基于摩尔的1.1到100的范围中。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一AlGaN量子阱层包括具有不同AlN摩尔分数的区域，所述区域作为生长过程的结果而垂直于生长方向分布。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述生长步骤包括液相镓的形成。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述液相镓覆盖所述第一AlGaN量子阱层的生长表面。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述液相镓在所述层横向范围内的厚度改变。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一AlGaN量子阱层的生长包括液相外延。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一AlGaN量子阱层中的氧杂质浓度小于1×10¹⁸个原子每cm³。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述生长步骤产生具有光滑表面的量子阱层。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述光滑表面没有面结构。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述光滑表面具有由原子力显微镜法测量的小于1nm的均方根表面粗糙度。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，所制造的LED产生电致发光的发射，相比于未使用过量的稼制成的量子阱层中具有相同AlN摩尔分数的对比设计的LED，所述发射的峰红移至少10nm。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述发射峰红移至少20nm。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一势垒层包括AlGaN。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一势垒层和所述第一AlGaN量子阱层之上的所述势垒层中的氧杂质浓度小于1×10¹⁸个原子每cm³。

17.根据权利要求1所述的方法，还包括直接在衬底的表面上生长AlN、GaN、AlGaN或InAlGaN的缓冲层。