[发明专利]深紫外LED结构及其制作方法

说明书

一种深紫外LED结构及其制作方法，其中深紫外LED结构包括：深紫外AlGaN外延结构，包含：p型AlGaN层；n型Ga₂O₃纳米薄膜，位于所述深紫外AlGaN外延结构的上表面；其中，所述n型Ga₂O₃纳米薄膜与所述p型AlGaN层形成隧穿结，作为表面电极接触层及空穴供给层。通过利用n型Ga₂O₃纳米薄膜与p型AlGaN层形成隧穿结，一方面该隧穿结作为空穴供给层提高了空穴浓度，另一方面该隧穿结作为表面电极接触层，与表面电极形成良好的欧姆接触，从而提高了深紫外LED的外部量子效率，同时n型Ga₂O₃纳米薄膜对深紫外波段的光有较高的透过率，不会对LED产生的光进行吸收。

技术领域

本公开属于发光器件技术领域，涉及一种深紫外LED结构及其制作方法。

背景技术

紫外波长达到200-350纳米的光被称为深紫外波段，相比于长波紫外，深紫外波段的光源在达到地球表面时就被臭氧层大量的吸收，因此在环境中含量极其微弱。由于其具有极短的波长，极高的光子能量，深紫外光可以在杀菌消毒、净化、医用治疗等方面发挥独特的优势。

深紫外半导体发光二极管(LED)是LED的一个分支，相较于传统的汞灯光源具备诸多优点，例如高效、稳定、节能、环保以及体积小等，可以代替现行的所有紫外光源。然而，随着发光波长的变短，基于AlGaN材料体系制备的深紫外LED的外部量子效率(EQE)明显降低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种深紫外LED结构及其制作方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种深紫外LED结构，包括：深紫外AlGaN外延结构10，包含：p型AlGaN层107；n型Ga₂O₃纳米薄膜21，位于所述深紫外AlGaN外延结构10的上表面；其中，所述n型Ga₂O₃纳米薄膜21与所述p型AlGaN层107形成隧穿结，作为表面电极接触层及空穴供给层。

在本公开的一实施例中，所述p型AlGaN层107与所述n型Ga₂O₃纳米薄膜21之间还具有一辅助隧穿层108。

在本公开的一实施例中，所述辅助隧穿层108的材料为p型InGaN。

在本公开的一实施例中，所述深紫外AlGaN外延结构10，还包含：衬底101；缓冲层102，位于所述衬底101之上；本征AlGaN层103，位于所述缓冲层102之上；n型AlGaN层104，位于所述本征AlGaN层103之上；AlGaN量子阱层105，位于所述n型AlGaN层104之上；电子阻挡层106，位于所述AlGaN量子阱层105之上；所述p型AlGaN层107位于所述电子阻挡层106之上。

在本公开的一实施例中，所述衬底101包括异质衬底和同质衬底，所述衬底的材料包括如下材料中的一种：蓝宝石，硅单晶，尖晶石，碳化硅，氧化锌，AlN同质衬底；和/或，

所述缓冲层102的材料为AlN；和/或，

所述缓冲层的厚度为1微米～5微米；和/或，

所述本征AlGaN层103的厚度为100纳米～10微米；和/或，

所述n型AlGaN层104的厚度为100纳米～10微米；和/或，

所述AlGaN量子阱层105的厚度为10纳米～1微米；和/或，

所述电子阻挡层106的材料为p型AlGaN；和/或，