[发明专利]一种多量子阱结构、光电器件外延片及光电器件

说明书

一种多量子阱结构、光电器件外延片及光电器件，其中，多量子阱结构由交替生长的第一量子垒层和第一量子阱层组成，多量子阱结构中，沿其生长方向的最后一层为第一量子阱层。通过将多量子阱结构的最后一层设置为量子阱层，有效抑制了电子从有源区溢出，并将其应用于光电器件外延片及光电器件中，提升了光电器件的内量子效率、外量子效率和光输出功率，实现了大功率光电器件的制备。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，具体地，涉及一种多量子阱结构、光电器件外延片及光电器件。

背景技术

随着人们对紫外光需求的日益增长，深紫外发光二极管(Deep UltravioletLight Emitting Diode，DUV_LED)和紫外激光器(Ultraviolet laser)发展迅速。铝镓氮(AlGaN)基DUV_LED、laser具有禁带宽度宽、直接带隙、发光波长在200nm到360nm范围内连续可调等特点，并且可以通过异质外延在廉价的硅或者蓝宝石衬底上大规模生产，AlGaN半导体材料已成为制备DUV_LED和laser的主流材料。同样，利用AlGaN可以实现紫外探测器(Ultraviolet detector)。

传统DUV_LED、laser、detector通常主要由电子注入层、多量子阱有源区、电子阻挡层以及空穴注入层构成。器件工作过程中，大量电子积聚在多量子阱结构中最后一个量子垒层和电子阻挡层的界面处，导致很多电子无法参与发光，从而使得DUV_LED的内量子效率、外量子效率和发光效率都很低，laser能量较低，detector探测效率低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种多量子阱结构、光电器件外延片及光电器件，解决以上技术问题。

(二)技术方案

本公开提供了一种多量子阱结构，由交替生长的第一量子垒层和第一量子阱层组成，其中，所述多量子阱结构中，沿其生长方向的最后一层为所述第一量子阱层。

可选地，所述最后一层第一量子阱层上生长有第二量子垒层，所述第二量子垒层与所述第一量子垒层的组分不同或组分含量不同。

可选地，所述第一量子垒层的Al组分含量沿着生长方向固定不变，所述第二量子垒层的Al组分含量沿着其生长方向均匀递减至第一预设值。

可选地，所述第一预设值为所述第一量子阱层的Al组分含量。

可选地，所述第一量子垒层的Al组分含量沿着生长方向固定不变，所述第二量子垒层的Al组分含量沿着其生长方向均匀递增至第二预设值。

可选地，所述第一量子垒层为Al_aGa_1-aN量子垒，所述第二量子垒层为B_mAl_nGa_1-m-nN量子垒或In_mAl_nGa_1-m-nN量子垒中的一种0＜a＜1，0＜m＜1，0≤n＜1。

可选地，所述最后一层第一量子阱层为B_xAl_yGa_1-x-yN量子阱或In_xAl_yGa_l-x-yN量子阱中的一种，所述最后一层第一量子阱层之外的其它第一量子阱层为Al_bGa_1-bN量子阱，0＜x＜1，0≤y＜1，0＜b＜1。

本公开还提供了一种光电器件外延片，包括上述多量子阱结构。

可选地，所述光电器件外延片还包括电子阻挡层，所述电子阻挡层外延生长在所述多量子阱结构上，所述多量子阱结构中的第二预设值为所述电子阻挡层的Al组分含量。