[发明专利]一种具有复合电子阻挡层的近紫外LED的制备方法

说明书

一种具有复合电子阻挡层的近紫外LED的制备方法，在金属有机化合物气相外延反应室中依次生长低温GaN缓冲层、高温u‑GaN层和n‑GaN层，然后接着生长5‑10周期In_xGa_1‑xN/Al_yGa_1‑yN多量子阱有源区，接着生长厚度为30nm‑80nm的p‑Al_y2In_x2Ga_1‑x2‑y2N电子阻挡层；接着在该p‑Al_y2In_x2Ga_1‑x2‑y2N电子阻挡层上生长多周期超晶格结构的p‑Al_y2Ga_1‑y2N/Al_y1In_x1Ga_1‑x1‑y1N复合电子阻挡层，最后通入Cp₂Mg作为p型掺杂源，生长厚度为2nm‑3nm的p‑InGaN。本发明提高紫外光LED的有源区空穴注入效率，缓解有源区受到的压应力，改善水平方向空穴扩展，进而提高近紫外LED的发光效率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体地说是一种具有复合电子阻挡层的高效率近紫外LED的制备方法。

背景技术

紫外LED是发射紫外光的二极管。一般指发光中心波长在400nm以下的LED。紫外LED(UV LED)主要应用在生物医疗、防伪鉴定、净化(水、空气等)领域、计算机数据存储和军事等方面。而且随着技术的发展,新的应用会不断出现以替代原有的技术和产品,紫外LED有着广阔的市场应用前景,如紫外LED光疗仪是未来很受欢迎的医疗器械,但是目前技术还处于成长期。半导体紫外光源作为半导体照明后的又一重大产业方向，已经引起了半导体光电行业的广泛关注。美国、日本、韩国、台湾地区等无不投入巨大的力量以求占据行业的制高点。如日亚化工、台湾宏光等是目前主要的紫外光源研发和生产单位。我国“十一五”国家863计划新材料技术领域重大项目“半导体照明工程”课题“深紫外LED制备和应用技术研究”经过持续的研发，取得重要突破。在十五期间，北京大学曾承担近紫外LED的国家863课题，研制出380nm～405nm近紫外LED在350mA下光功率达到110mW。在十一五、十二五期间进一步研究紫外LED，得到发光波长280nm～315nm紫外发射。此外，中科院半导体研究所、厦门大学、青岛杰生、西安中为等单位也正致力于紫外LED开发与生产，300nm的紫外LED光功率已经达到mW量级。与蓝光不同，紫外LED技术面临的首要问题是其光效低。如何有效提高紫外LED的光效成为大家关注的焦点问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有复合电子阻挡层的近紫外LED的制备方法，有效提高紫外光LED的有源区空穴注入效率，缓解有源区受到的压应力，改善水平方向空穴扩展，进而提高近紫外LED发光效率的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种具有复合电子阻挡层的近紫外LED的制备方法，包括以下步骤：

S1，在金属有机化合物气相外延反应室中将Al₂O₃衬底在氢气气氛下，1080℃-1100℃下反应室压力100torr，处理5-10分钟，然后降低温度和压力，使温度保持在530℃-550℃，反应室压力500torr，在氢气气氛下，V/III摩尔比为500-1300，三维生长20-30纳米厚的低温GaN缓冲层；

S2，使温度保持在1000-1500℃下，反应室压力为200-300torr，在氢气气氛下，V/III摩尔比为1000-1300，生长1-3微米厚的高温u-GaN层；