[发明专利]具有表面等离激元圆台纳米阵列的AlGaN基紫外LED器件及其制备方法

权利要求书

1.一种具有表面等离激元圆台纳米阵列的AlGaN基紫外LED器件，其特征在于：在LED有源层上设置一层AlN电子阻挡层，在AlN电子阻挡层上覆盖一层p型AlGaN层，在所述p型AlGaN层上刻蚀出AlGaN圆台纳米三角阵列，所述的圆台纳米阵列的圆台具有上窄下宽的结构，在AlGaN圆台顶部或间隙内填充有金属纳米阵列。

2.根据权利要求1所述的具有表面等离激元圆台纳米阵列的AlGaN基紫外LED器件，其结构包括：

一蓝宝石衬底；

一生长在蓝宝石衬底上的AlN外延层；

一生长在AlN外延层上的n型AlGaN层；

一生长在n型AlGaN层上的Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN多量子阱层；

一生长在Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN多量子阱层上的AlN电子阻挡层；

一生长在AlN电子阻挡层上的p型AlGaN层；

一在p型AlGaN层上刻蚀出的p型AlGaN圆台纳米三角阵列；

一生长在p型AlGaN圆台纳米阵列顶部或者间隙内的金属纳米阵列；

一导电膜层，当金属纳米阵列位于p型AlGaN圆台纳米阵列间隙时，导电膜层生长在p型AlGaN圆台纳米阵列顶部，当金属纳米阵列位于p型AlGaN圆台纳米阵列顶部时，导电膜层生长在金属纳米阵列顶部；

一p型电极Ni或Ti，制作在导电膜上；

一n型电极Ni或Ti，制作在n型AlGaN上。

3.根据权利要求2所述的具有表面等离激元圆台纳米阵列的AlGaN基紫外LED器件，其特征在于：当金属纳米阵列位于p型AlGaN圆台纳米阵列间隙时，还包括SiO₂阵列，所述SiO₂阵列位于p型AlGaN圆台纳米阵列间隙内，金属纳米阵列之下。

4.根据权利要求2或3所述的具有表面等离激元圆台纳米阵列的AlGaN基紫外LED器件，其特征在于：所述AlN外延层的厚度在1μm-2μm之间，所述n型AlGaN层的厚度在2μm-2.5μm之间，AlN电子阻挡层的厚度在2nm-8nm之间，导电膜层为镓酸锌导电膜层，厚度在500nm-800nm之间，发光波长在250nm-300nm之间。

5.根据权利要求4所述的具有表面等离激元圆台纳米阵列的AlGaN基紫外LED器件，其特征在于：所述Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN多量子阱层周期排布，其中x在0.5-0.8之间，y在0.3-0.6之间，量子阱周期数为5-9。

6.根据权利要求5所述的具有表面等离激元圆台纳米阵列的AlGaN基紫外LED器件，其特征在于：所述的圆台纳米阵列的圆台具有上窄下宽的结构，周期在400nm-600nm之间，单个纳米圆台的高度在400nm-600nm之间，上表面直径在200nm-300nm之间，下表面直径在450nm-550nm之间，p型AlGaN层的Al组分在0.5-0.8之间。

7.根据权利要求6所述的具有表面等离激元圆台纳米阵列的AlGaN基紫外LED器件，其特征在于：所述金属纳米阵列的金属为Al、Al的合金、Pd或者Pd的合金，当金属纳米阵列位于p型AlGaN圆台纳米阵列顶部时，圆台顶部的金属呈圆柱状，其直径与纳米圆台上表面直径相同，厚度在20nm-50nm之间，当金属纳米阵列位于p型AlGaN圆台纳米阵列间隙时，金属厚度在20nm-50nm之间。