[发明专利]一种UV-LED外延结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种UV‑LED外延结构及其制备方法，其外延结构包括：衬底；位于所述衬底上的底层外延层；以及，位于所述底层外延层上且自下至上层叠的第一类型外延层、量子阱结构层和第二类型外延层，且所述底层外延层的吸收波长短于所述量子阱结构层的发光波长。因所述底层外延层的吸收波长短于量子阱结构层的发光波长，则形成的UV‑LED外延结构能够避免材料本身对紫外波段的吸收，提高UV‑LED的发光效率。

技术领域

本发明属于半导体发光领域，特别是涉及一种UV-LED外延结构及其制备方法。

背景技术

随着发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)技术的不断发展，其发光波长已经由可见光波段拓展到紫外波段，基于三族氮化物(III-Nitride)宽禁带半导体材料的紫外发光二极管(Ultra-Violet Lighting-Emitting Diode，简称UV-LED)在医疗设备、杀菌消毒、环保、军事侦察、辨别真假、荧光分析、聚合物固化、紫外光通讯、以及普通照明灯领域具有广阔的应用前景。

然而，现有的UV-LED因以下两大问题严重限制其发光效率的提升：一、当材料本身的吸收波长大于UV-LED的发光波长(即量子阱的发光波长)时，就会出现材料本身对紫外波段的吸收，如氮化镓材料；二、在UV-LED外延结构的底层结构中直接掺铝，导致外延结构的晶体质量下降，从而出现材料缺陷对紫外波段的吸收。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种UV-LED外延结构及其制备方法。

发明内容

本发明针对UV-LED中出现材料本身及材料缺陷吸收紫外波段的问题，提供一种UV-LED外延结构及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种UV-LED外延结构包括：

衬底；

底层外延层，位于所述衬底上；

第一类型外延层，位于所述底层外延层上；

量子阱结构层，位于所述第一类型外延层上；

第二类型外延层，位于所述量子阱结构层上；

其中，所述底层外延层的吸收波长短于所述量子阱结构层的发光波长。

较佳的，在所述的UV-LED外延结构中，所述底层外延层包括位于所述衬底上且自下至上层叠的成核层和非掺杂氮化物层。

可选的，在所述的UV-LED外延结构中，所述成核层的吸收波长短于所述量子阱结构层的发光波长，且所述非掺杂氮化物层的吸收波长短于所述量子阱结构层的发光波长。

可选的，在所述的UV-LED外延结构中，所述成核层的材质包括AlGaN、InGaN或InAlGaN。

可选的，在所述的UV-LED外延结构中，所述非掺杂氮化物层的材质包括AlGaN、InGaN或InAlGaN。

较佳的，在所述的UV-LED外延结构中，所述非掺杂氮化物层为复合层结构。

可选的，在所述的UV-LED外延结构中，所述非掺杂氮化物层为包括GaN层、AlGaN层、InGaN层和InAlGaN层中的至少两种的复合层。

较佳的，在所述的UV-LED外延结构中，所述非掺杂氮化物层为超晶格结构。

可选的，在所述的UV-LED外延结构中，所述成核层的厚度为15nm～50nm。

可选的，在所述的UV-LED外延结构中，所述非掺杂氮化物层的厚度为2.0um～4.0um。

根据本发明的另一面，本发明还提供一种UV-LED外延结构的制备方法，所述制备方法包括：