[发明专利]一种具有微孔结构的NiO‑AlGaN紫外发光管及其制备方法

摘要

本发明属于半导体发光器件及其制备技术领域，涉及一类具有微孔结构的NiO‑AlGaN紫外发光管及其制备方法。器件由衬底、衬底上外延生长的AlN缓冲层和下限制层、下限制层上制备的相互分立的AlGaN材料系多量子阱发光层和下电极、发光层上制备的p型AlGaN上限制层、上限制层上制备的p型空穴注入层、空穴注入层上面制备的上电极构成，下限制层是两次完成生长的具有微孔结构的n‑AlGaN外延层，p型空穴注入层是p型NiO薄膜，p型AlGaN上限制层的厚度为5～150nm。本发明利用微孔高效吸收应力与位错，提高外延层晶体质量，利用高空穴浓度的NiO薄膜提高空穴注入效率，以提高紫外发光管的输出功率和效率。

主权项

一种具有微孔结构的NiO‑AlGaN紫外发光管，其特征在于：由衬底(1)、衬底(1)上制备的AlN缓冲层(2)、AlN缓冲层(2)上制备的下限制层(3)、下限制层(3)上制备的相互分立的AlGaN材料系多量子阱发光层(4)和下电极(7)、多量子阱发光层(4)上制备的p型AlGaN上限制层(5)、p型AlGaN上限制层(5)上面制备的p型空穴注入层(6)、空穴注入层(6)上面制备的上电极(8)构成；且衬底(1)是Al2O3单晶片，下限制层(3)是两次生长得到的内部具有椭球形微孔结构的n‑Alx1Ga1‑x1N外延层，p型空穴注入层(6)是p型NiO薄膜，p型AlGaN上限制层(5)的厚度为5～150nm，多量子阱发光层(4)由5～10对量子阱组成，阱层与垒层由Al组分不同的AlGaN材料制成，垒层材料为Alx2Ga1‑x2N，阱层材料为Alx3Ga1‑x3N；其中，0≤x3≤0.8，x1≥x2>x3；其中，n‑Alx1Ga1‑x1N下限制层(3)是利用气态硅烷进行Si元素掺杂，生长温度为900～1100℃，生长压强为300～400torr，掺杂的粒子浓度为1017～1019/cm3；p型AlGaN上限制层(5)的掺杂粒子是二茂镁，掺杂浓度为2×1017～8×1017/cm3；p型空穴注入层(6)掺杂粒子是Li元素，掺杂浓度为1018～1019/cm3。