[发明专利]一种紫外LED外延结构及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种紫外LED外延结构，其特征在于，包括由下向上设置的衬底、缓冲层、非故意掺杂层、N型层、量子阱发光层、P型电子阻挡层、P型AlGaN层；所述量子阱发光层为具有多个周期的Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN超晶格结构，所述Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN超晶格结构包括Al_xGa_1-xN势垒层和Al_yGa_1-yN势阱层；所述Al_yGa_1-yN势阱层由第一阱层Al_yaGa_1-yaN、第二阱层Al_ybGa_1-ybN和第三阱层Al_ycGa_1-ycN组成，其中yb＞ya＞yc。

2.根据权利要求1所述的紫外LED外延结构，其特征在于，Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN超晶格结构的周期数为5～10。

3.根据权利要求1所述的紫外LED外延结构，其特征在于，0.1≤x≤0.5，0＜y≤0.4。

4.根据权利要求1所述的紫外LED外延结构，其特征在于，所述缓冲层为AlGaN、InAlGaN、AlN的单层结构或其组合的多层结构；非故意掺杂层为AlGaN、InAlGaN、AlN的单层结构或其组合的多层结构；所述N型层是AlGaN、InAlGaN、AlN的单层结构或其组合的多层结构，其吸收波长的禁带宽度大于紫外LED发光波长的禁带宽度。

5.根据权利要求1所述的紫外LED外延结构，其特征在于，所述P型电子阻挡层是pAlGaN、pAlInGaN、pAlN的单层或其组合的多层结构。

6.权利要求1～5任意一项所述的紫外LED外延结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：制备衬底，在衬底上生长缓冲层；所述缓冲层生长温度为500～1100℃，生长厚度约为15～50nm；

步骤2：在缓冲层上生长非故意掺杂层；所述非故意掺杂层生长温度为1000～1400℃，生长厚度为2.0～4.0μm；

步骤3：在非故意掺杂层上生长N型层；所述N型层生长温度为1000～1400℃，生长厚度为1～4μm；

步骤4：在N型层上生长量子阱发光层；生长温度为900～1050℃；

步骤5：在量子阱发光层生长P型电子阻挡层，生长温度为900～1100℃；生长厚度为30～80nm；

步骤6：在P型电子阻挡层上生长P型AlGaN层，生长温度为900～1100℃；生长厚度为30～150nm。

7.根据权利要求6所述的紫外LED外延结构的制备方法，其特征在于，第二阱层Al_ybGa_1-ybN的生长厚度＞第一阱层Al_yaGa_1-yaN的生长厚度＞第三阱层Al_ycGa_1-ycN的生长厚度。

8.根据权利要求6所述的紫外LED外延结构的制备方法，其特征在于，在任意一个周期的量子阱发光层，Al_xGa_1-xN势垒层的生长厚度为3～10nm；Al_yGa_1-yN势阱层的生长厚度为2～4nm。