[发明专利]一种AlInGaN紫外发光器件及其制备方法

说明书

本发明涉及了一种AlInGaN紫外发光器件及其制备方法，紫外发光器件的缓冲层设置为非掺杂AlInGaN半导体层组，其结构包括：至少两个非掺杂AlInGaN半导体层，每两个相邻的非掺杂AlInGaN半导体层之间设置有非掺杂AlInGaN半导体翘曲调节层，非掺杂AlInGaN半导体翘曲调节层的晶格常数大于非掺杂AlInGaN半导体层。本发明通过在非掺杂AlInGaN半导体层或N型掺杂AlInGaN半导体层中设置AlInGaN半导体翘曲调节层，降低器件加工过程中的翘曲度，提高了紫外发光器件的发光效率。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，特别是涉及一种AlInGaN紫外发光器件及其制备方法。

背景技术

半导体发光器件因其优异的特性被广泛应用于制备可见光，紫光，紫外光，而半导体发光器件也正在逐步改变人类的生活。半导体可见光器件给了人类光明，节约了能源。半导体紫光和紫外光和半导体可见光一样，正在逐步进入人们的视野。自然界的紫外光有很强的使用价值，比如说UVA波段的紫外固化功能，UVB波段的紫外医疗功能，UVC波段的紫外杀菌功能。然后自然界的紫外光比较难收集利用，并且因为大气层的吸收，地球上UVC波段几乎不存在。所以，为了更好地利用紫外光的价值，紫外发光二极管的研发和生产最近成了半导体领域的热门。因大气层的吸收，高价值的紫外发光器件需要人造。目前，紫外发光器件主要采用AlInGaN作为生长材料，利用CVD外延生长方法生长出所需要的发光结构。

而第三代半导体材料AlInGaN具有诸多问题，使得其在制备紫外发光器件时难度较大。AlInGaN的诸多问题表现在如下几个方面，1、生长过程中使用高温，因衬底和AlInGaN材料之间的膨胀吸收以及晶格常数的差别，导致翘曲过大。翘曲过大会导致芯片加工过程中碎片、吸附不牢、容易出现定位偏差等等不良，使得芯片加工难度和良率明显提高；2、翘曲过大带来的内应力非常大，导致AlInGaN量子阱能带弯曲严重，使得量子阱区的电子空穴复合效率低。

目前2英寸AlInGaN紫外外延片的翘曲大概在120～150微米，此翘曲极大影响芯片加工。同时，AlInGaN紫外材料的晶体质量较差，AlInGaN紫外发光器件的内量子效率大概只有50%，导致其发光效率也较低，20milx20mil的芯片在100mA驱动电流下发光亮度约10mW，发光效率低导致杀菌效率也偏低，极大地限制了紫外光的使用场景。

发明内容

本发明的目的是提供一种AlInGaN紫外发光器件及其制备方法，实现在器件加工过程中降低器件的翘曲度，提高紫外发光器件的发光效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种AlInGaN紫外发光器件，所述紫外发光器件由下至上依次包括：衬底层、非掺杂AlInGaN半导体层组、N型掺杂AlInGaN半导体层组、AlInGaN半导体多量子阱层、P型AlInGaN电子阻挡层、P型AlInGaN传输层和P型AlInGaN接触层；

其中，所述非掺杂AlInGaN半导体层组包括：至少两个非掺杂AlInGaN半导体层，每两个相邻的所述非掺杂AlInGaN半导体层之间设置有非掺杂AlInGaN半导体翘曲调节层，所述非掺杂AlInGaN半导体翘曲调节层的晶格常数大于所述非掺杂AlInGaN半导体层；

和/或，所述N型掺杂AlInGaN半导体层组包括：至少两个N型掺杂AlInGaN半导体层，每两个相邻的所述N型掺杂AlInGaN半导体层之间设置有N型掺杂AlInGaN半导体翘曲调节层，所述N型掺杂AlInGaN半导体翘曲调节层的晶格常数大于所述N型掺杂AlInGaN半导体层。