[实用新型]垂直紫外线发光器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种紫外线(UV)发光器件，且更具体地，涉及一种发出UV光并包括在p-型半导体层中间的孔穴分布层以改善进入活性层的空穴注入效率的UV发光器件。

背景技术

发光器件是一种无机半导体器件，其通过电子和空穴的复合来发光。UV发光器件发出UV光，并可以用于包括固化聚合物材料、医用设备的灭菌、器件组件、用于产生白光的光源等的各种领域。由此，UV发光器件已经逐渐应用到各种领域中。

如典型的发光器件那样，UV发光器件包含设置在n-型半导体层和p-型半导体层之间的活性层。该UV发光器件发出具有相对短的峰值波长(通常，峰值波长为400nm或更少)的光。因此，在使用氮化物半导体制造UV发光器件中，当n-型和p-型氮化物半导体层的带隙比UV光的能量小时，可能出现吸收从活性层发出并进入n-型和p-型氮化物半导体层的UV光的问题。结果，UV发光器件的发光效率明显降低。

因此，为了防止发光效率降低，该UV发光器件在活性层中含有一定量的Al且在UV发光侧具有氮化物半导体层。然而，由于GaN的带隙为约3.4eV并吸收波长约为360nm或更少的光，因此Al必须包含在该氮化物半导体层，以发射波长比该波长短的光。由于带隙因Al的存在而增大，所以空穴的电离能增大，同时活化率降低，使得进入活性层的空穴注入效率降低。为了解决此问题，尽管存在这样一种传统技术，其中将具有不同浓度的p-型掺杂剂的多个层交替地堆叠以基于层之间在掺杂浓度上的差异而提供侧向空穴分散，但是该技术提供无意义的空穴分散且无法充分抑制UV发光器件的空穴分散性的恶化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种UV发光器件，其包括：在空穴注入方向具有比在其它方向更高的带隙以防止空穴分散性恶化的A1-δ层，从而基于二维空穴气体效率改善进入活性层的空穴注入效率和侧向空穴分散性。

根据一个示例性实施例，一种垂直UV发光器件，包括：衬底；n型半导体层，设置在所述衬底上；活性层，设置在所述n型半导体层上；空穴注入层，设置在所述活性层上并包括Al；Al-δ层，设置在所述空穴注入层上并包含Al；以及第一p型接触层，设置在所述Al-δ层上并具有比所述空穴注入层高的p型掺杂剂的掺杂浓度，其中，所述第一p型接触层具有比所述空穴注入层低的Al含量，所述Al-δ层具有比所述空穴注入层高的Al含量并且使空穴通过遂穿所述Al-δ层进入所述活性层。

根据一个示例性实施例，UV发光器件包括衬底、设置在衬底上的n型半导体层、设置在n型半导体层上的活性层、设置在活性层上并包括Al的空穴注入层、设置在空穴注入层上并且包含Al的Al-δ层以及设置在Al-δ层上的第一p型接触层，其中，第一p型接触层具有比空穴注入层低的Al含量，Al-δ层具有比空穴注入层高的Al含量和比空穴注入层更高的掺杂浓度。该Al-δ层可以具有允许空穴通过隧穿而进入该活性层的厚度，优选为20nm或更少。

Al-δ层可以掺杂有p型掺杂剂，并且具有比空穴注入层高的p型掺杂剂的掺杂浓度。

Al-δ层可以具有2nm至20nm的厚度。

垂直紫外线发光器件还可以包括：设置在Al-δ层与第一p型接触层之间的第二p型接触层，第二p型接触层具有比第一p型接触层低的p型掺杂剂的掺杂浓度和比空穴注入层低的Al含量。

第一p型接触层的带隙可以低于或等于从活性层发射的光的能量。

第二p型接触层可以具有低于或等于从活性层发射的光的能量的带隙。

第一p型接触层可以包含铟。

空穴注入层可以具有低于或等于从活性层发射的光的能量的带隙。

Al-δ层的Al含量可以从空穴注入层逐渐增加至第一p型接触层。

Al-δ层可以具有朝着第一p型接触层逐步增加的Al含量。

Al-δ层可以具有2nm至20nm的厚度。

Al-δ层可以具有比空穴注入层高的Mg掺杂浓度。

UV发光器件还可以包括设置在活性层和空穴注入层之间的电子阻挡层。这里，空穴注入层可具有高于或等于从活性层发射的光的能量的带隙。

Al-δ层的Al含量可以从空穴注入层向接触层逐渐增加。另外，Al-δ层可以包括第一Al-δ层和第二Al-δ层，第一Al-δ层设置在空穴注入层上并具有比空穴注入层高的Al含量，第二Al-δ层设置在第一Al-δ层上并具有比第一Al-δ高的Al含量。