AlGaN基紫外LED外延结构、LED及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115842079A(43)申请公布日2023.03.24(21)申请号202211540734.X(22)申请日2022.11.30(71)申请人江西兆驰半导体有限公司地址330000江西省南昌市南昌高新技术产业开发区天祥北大道1717号(72)发明人舒俊张彩霞程金连刘春杨胡加辉金从龙(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202专利代理师陈冬莲(51)Int.Cl.H01L33/14(2010.01)H01L33/02(2010.01)H01L33/00(2010.01)权利要求书1页说明书8页附图4页(54)发明名称AlGaN基紫外LED外延结构、LED及其制备方法(57)摘要本发明涉及半导体技术领域，具体公开一种AlGaN基紫外LED外延结构、LED及其制备方法，该外延结构包括衬底及外延层，所述外延层包括沿外延方向依次生长的N型半导体层、低温应力释放层、有源区发光层、电子阻挡层、p型渐变AlGaN空穴注入层及p型接触层；所述p型渐变AlGaN空穴注入层的Al组分含量沿外延方向递减，且所述p型渐变AlGaN空穴注入层掺杂有Mg，其中，Mg的掺杂浓度沿外延方向递增；所述p型接触层为低掺杂Al、高掺杂Mg的AlxGa(1‑x)N层。本发明的外延结构能够使得p型层在具有充足的空穴浓度的同时，具有较低的紫外光吸收损耗，紫外LED整体的发光效率高。CN115842079ACN115842079A权利要求书1/1页1.一种AlGaN基紫外LED外延结构，包括衬底及外延层，其特征在于，所述外延层包括沿外延方向依次生长的N型半导体层、低温应力释放层、有源区发光层、电子阻挡层、p型渐变AlGaN空穴注入层及p型接触层；所述p型渐变AlGaN空穴注入层的Al组分含量沿外延方向递减，且所述p型渐变AlGaN空穴注入层掺杂有Mg，其中，Mg的掺杂浓度沿外延方向递增；所述p型接触层为低掺杂Al、高掺杂Mg的AlxGa(1‑x)N层。2.根据权利要求1所述的AlGaN基紫外LED外延结构，其特征在于，所述p型渐变AlGaN空穴注入层中，Al组分含量沿外延方向由a1递减至a2，其中，0＜a2＜a1＜1；5213Mg的掺杂浓度沿外延方向由b1递增至b2，其中，1×10/cm≤b1＜b2≤1×10/cm。3.根据权利要求2所述的AlGaN基紫外LED外延结构，其特征在于，所述低温应力释放层与所述电子阻挡层之间设有V坑，所述p型渐变AlGaN空穴注入层填充合并所述电子阻挡层上的V坑。4.根据权利要求1所述的AlGaN基紫外LED外延结构，其特征在于，所述AlxGa(1‑x)N层中，0＜x≤0.3，Mg的掺杂浓度为1×1018/cm～1.5×1021/cm3。5.根据权利要求1所述的AlGaN基紫外LED外延结构，其特征在于，所述低温应力释放层15为掺杂Si的AlyGa(1‑y)N单层或多层结构，其中，0＜y＜1，Si的掺杂浓度为1×10/cm～1×1018/cm3，厚度为0.01μm～2μm，生长温度为800～1000℃。6.根据权利要求1所述的AlGaN基紫外LED外延结构，其特征在于，所述电子阻挡层为Al组分含量沿外延方向递减的AlzGa(1‑z)N多层结构，其中，0＜z＜1。7.根据权利要求1所述的AlGaN基紫外LED外延结构，其特征在于，所述N型半导体层为18掺杂Si的AlcGa(1‑c)N单层或多层结构，其中，0＜c＜1，Si的掺杂浓度为1×10/cm～1×1020/cm，厚度为0.1μm～20μm。8.根据权利要求1所述的AlGaN基紫外LED外延结构，其特征在于，所述有源区发光层为多周期交替生长的AliGa(1‑i)N/AljGa(1‑j)N结构，其中，0.2≤i≤0.6，0.4≤j≤0.8。9.一种AlGaN基紫外LED外延结构的制备方法，其特征在于，包括：提供一衬底；在所述衬底上生长N型半导体层；在所述N型半导体层上生长含有V坑的低温应力释放层；在所述低温应力释放层上生长含有V坑的有源区发光层；在所述有源区发光层上生长含有V坑的电子阻挡层；在所述电子阻挡层上生长p型渐变AlGaN空穴注入层，且所述p型渐变AlGaN空穴注入层填充合并所述电子阻挡层上的V坑；在所述p型渐变AlGaN空穴注入层上生长p型接触层；其中，在p型渐变AlGaN空穴注入层的生长过程中，控制Al源的通入量递减，Al源的通入量递增；所述p型接触层为低掺杂Al、高掺杂Mg的AlxGa(1‑x)N层。10.一种LED，其特征在于，包括权利要求1至8任意一项所述的AlGaN基紫外LED外延结构。2CN115842079A说明书1/8页AlGaN基紫外LED外延结构、LED及其制备方法技术领域[0001