[发明专利]基于非对称量子阱结构的UV-LED及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于非对称量子阱结构的UV‑LED，其结构自下而上包括：一衬底层；一生长于衬底层上的n‑AlGaN层；一生长于n型AlGaN层上的对称AlGaN量子阱层；一生长于对称AlGaN量子阱层上的非对称AlGaN量子阱层；一生长于非对称AlGaN量子阱层上的p‑AlGaN层；一生长于p‑AlGaN层上的p‑GaN层；p型电极和n型电极。本发明提出了一种基于非对称多量子阱结构的AlGaN基宽光谱紫外LED(UV‑LED)，通过多种不同Al组分和不同厚度的量子阱结构的组合，获得了宽发光光谱，在6V正向电压的偏置下，发光光谱半高宽为17nm，接近传统UV‑LED的两倍。

技术领域

本发明涉及一种基于非对称量子阱结构的UV-LED及其制备方法。

背景技术

传统UV-LED的结构有源层一般采用3-5个周期对称量子阱，传统的UV-LED 的量子阱结构单一，完全对称，得到的光谱较窄。目前紫外LED存在着发光峰窄的问题；由于缺乏深紫外荧光粉，无法像蓝光LED与荧光粉组合形成白光一样，实现紫外LED的宽光谱发光，亟需研究出基于单芯片的宽光谱紫外LED。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于非对称量子阱结构的UV-LED，具有宽发光光谱。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

基于非对称量子阱结构的UV-LED，其结构自下而上包括：

一衬底层；

一生长于衬底层上的n-AlGaN层；

一生长于n型AlGaN层上的对称AlGaN量子阱层；

一生长于对称AlGaN量子阱层上的非对称AlGaN量子阱层；

一生长于非对称AlGaN量子阱层上的p-AlGaN层；

一生长于p-AlGaN层上的p-GaN层；

p型电极，位于p型GaN层的上方；

n型电极，位于衬底层上的n-AlGaN层的上方。

优选的，所述对称AlGaN量子阱层为两个周期，每个周期内的AlGaN层具有不同组分。

优选的，对称AlGaN量子阱层每个周期内的AlGaN量子阱厚度分别为 3nm/7nm，Al组分分别为0.45/0.55。

优选的，所述非对称AlGaN量子阱层有7层，每一层与其相邻的层组分及厚度均不同。

优选的，所述非对称AlGaN量子阱层中每个AlGaN量子阱的厚度分别为 3nm/9nm/1nm/8nm/2nm/9nm/1nm，Al组分分别为0.45/0.55/0.35/0.55/0.35/0.45/0.3。

优选的，所述n-AlGaN电子注入层厚度为2um，Al组分为0.55，n型AlGaN 层的掺杂浓度为1*1018-1*1019cm-3；所述p型AlGaN层的掺杂浓度为1*1017- 1*1018cm-3，厚度为50nm，Al组分为0.55；所述p型GaN层的掺杂浓度为5*1017- 1*1019cm-3，厚度为100nm。

优选的，n型AlGaN层使用Si掺杂，载流子浓度为1*1018-1*1019cm-3；p 型AlGaN层使用Mg掺杂，载流子浓度为1*1017-1*1018cm-3；p型GaN层使用 Mg掺杂，载流子浓度为5*1017-1*1019cm-3。

本发明还公开了上述的基于非对称量子阱结构的UV-LED的制备方法，其步骤包括：

(1)MOCVD法在衬底表面沉积n型AlGaN层；