具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led及制备方法
技术领域
1.本发明涉及半导体光电领域，特别是一种具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led及制备方法。
背景技术：[0002]ⅲ族氮化物作为宽禁带半导体材料中的杰出代表，已经实现了高效的蓝绿光发光二极管(全称light-emitting diodes，简称led)、激光器等固态光源器件，其在平板显示、白光照明等应用方面取得了巨大成功。近十年来，人们期望将这种高效的发光材料应用于紫外波段，以满足日益增长的紫外光源需求。紫外波段根据其生物效应通常可分为：长波紫外、中波紫外、短波紫外以及真空紫外。al
x
ga
1-x
n材料的禁带宽度可通过改变al组分实现从3.4ev(gan)到6.2ev(aln)范围内的连续可调，能够实现从365nm到200nm光谱范围内的发光。其中，gan的带边发光波长约为360nm，通常作为氮化物紫外发光二极管发光波段的一个划分标志。发光波长大于360nm的uv-led的有源区采用和蓝光led类似的gan/ingan量子阱(qws)结构。其相关研究早在上世纪90年代就已开始，目前已成功商业化，外量子效率(eqe)也已超过40％，达到了与蓝光led相比拟的水平。相比之下，发光波长小于360nm的uv-led则主要采用algan量子阱结构作为有源区，其量子效率远没有这么令人满意。
[0003]
目前，导致深紫外led中量子效率低部分来源于电子和空穴在器件中迁移能力不同，电子在器件中迁移能力较高，而空穴在器件中迁移能力较弱；因此，电子常常会越过电子阻挡层进入到p型区域，造成电子溢流现象。另一方面，多量子阱层中的量子垒需要si掺杂，而量子阱不能掺杂，但由于量子垒层和量子阱层是连续生长，在实际生长过程中，常常会发生量子垒中所掺杂的si向量子阱中扩散的情况；而这些扩散的si在量子阱中形成缺陷，从而造成器件发光效率降低。故需要提出一种新的紫外led方案用于解决现有技术中存在的问题。
技术实现要素：[0004]
本发明的目的在于，提供一种具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led及制备方法，用于解决现有技术中由于量子垒中的si向量子阱扩散，而导致深紫外led效率低的问题。
[0005]
为解决上述技术问题，本发明提供的第一解决方案为：一种具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led，包括依次层叠设置的蓝宝石衬底、aln本征层、n型algan层、电流扩展层、调制掺杂多量子阱层、电子阻挡层、p型algan注入层和p型gan接触层；调制掺杂多量子阱层由若干调制量子垒层和量子阱层周期交替排布组成，每一调制量子垒层依次包括第一量子垒非掺杂层、量子垒掺杂层和第二量子垒非掺杂层，第一量子垒非掺杂层和第二量子垒非掺杂层近邻量子阱层设置，量子垒掺杂层设置于第一量子垒非掺杂层和第二量子垒非掺杂层之间。
[0006]
优选的，第一量子垒非掺杂层和第二量子垒非掺杂层为无掺杂的al
x
ga
1-x
n层，量
子垒掺杂层为si掺杂的al
x
ga
1-x
n层，其中al组分百分数x为40％～100％；量子阱层为无掺杂的alyga
1-y
n，其中al组分百分数y为20％～90％。
[0007]
优选的，沿n型algan层至p型algan注入层方向，第n+1个量子垒掺杂层的掺杂浓度小于第n个量子垒掺杂层的掺杂浓度，n为2～30的整数；量子垒掺杂层的掺杂浓度为1
×
10
16
～1
×
10
22
cm-3
。
[0008]
优选的，调制量子垒层的厚度为h，第一量子垒非掺杂层的厚度为a0，量子垒掺杂层的厚度为b，第二量子垒非掺杂层的厚度为a1，满足以下关系：0.1nm≤h＝a0+b+a1≤50nm且0.1nm≤a0＝a1≤5nm。量子阱层的厚度为0.1nm～5nm。
[0009]
优选的，p型algan注入层和p型gan接触层中所采用的掺杂剂为mg。
[0010]
为解决上述技术问题，本发明提供的第二解决方案为：一种具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led制备方法，其特征在于，具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led制备方法采用金属有机化学气相沉积法制备前述第一解决方案中具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led。
[0011]
其中，具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led制备方法步骤包括：s1，在400～800℃条件下，于蓝宝石衬底上生长aln本征层中的缓冲层，厚度为10～50nm，然后升温至1200～1400℃，于aln本征层中的缓冲层上生长aln本征层，aln本征层的总厚度为500～4000nm；s2，降温至800～1200℃，于aln本征层上生长n型algan层，其中al组分百分数为20～90％，厚度为500～4000nm；s3，降温至700～1100℃，于n型algan层上一侧生长电流扩展层；s4，在1000～1200℃条件下，于电流扩展层上周期交替生长调制量子垒层和量子阱层，形成调制掺杂多量子阱层；s5，在700～1100℃条件下，于调制掺杂多量子阱层上生长电子阻挡层，厚度为1～50nm，al组分百分数为30～100％；s6，在700～1100℃条件下，于电子阻挡层上生长p型algan注入层，al组分百分数为10％～100％，厚度为1～50nm，并采用mg作为p型掺杂剂；s7，在400～900℃条件下，于p型algan注入层上生长p型gan接触层，厚度为1～20nm，并采用mg作为p型掺杂剂。
[0012]
其中，s4步骤的具体步骤如下：s41，在1000～1200℃条件下，依次生长第一量子垒非掺杂层、量子垒掺杂层和第二量子垒非掺杂层，相邻膜层生长时设置间隔时间t0，形成调制量子垒层，调制量子垒层的al组分百分数x为40％～100％，厚度为0.1nm～50nm；s42，在1000～1200℃条件下，在调制量子垒层上继续生长量子阱层，量子阱层的al组分百分数y为20％～90％，厚度为0.1nm～5nm；s43，重复s41和s42步骤若干次，由若干调制量子垒层和量子阱层周期交替排布形成调制掺杂多量子阱层，其中若干量子垒掺杂层的掺杂浓度逐渐递减。
[0013]
优选的，s41步骤中，间隔时间内，停止通入有机源而维持氨气通入，0.1s≤t0≤10s。
[0014]
优选的，量子垒掺杂层的生长温度为t1，第一量子垒非掺杂层和第二量子垒非掺杂层的生长温度为t2，量子阱层的生长温度为t3，满足以下关系：1200℃≥t1≥t2＝t3≥1000℃；其中，t1＝t2时，第一量子垒非掺杂层的厚度为a0，第二量子垒非掺杂层的厚度为a1；t1》t2时，第一量子垒非掺杂层的厚度为a0+(t
1-t2)*f，第二量子垒非掺杂层的厚度为a1+(t
1-t2)*f，且0.1≤f≤10，f的单位为nm/℃。
[0015]
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供一种具有调制掺杂多
量子阱结构的深紫外led及制备方法，一方面通过在调制量子垒层中靠近量子阱层出设置非掺杂，防止si向量子阱层扩散；另一方面，沿n型algan层至p型algan注入层方向，调制掺杂多量子阱层中掺杂量子垒层的掺杂浓度逐渐降低，以此限制电子溢流，增强空穴向近邻量子阱中的迁移，提高载流子注入效率，实现深紫外led器件发光效率的提高。
附图说明
[0016]
图1是本发明中具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led一实施方式的结构示意图；
[0017]
图2是本发明中具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led的调制掺杂多量子阱结构示意图；
[0018]
图3是本发明中实施例1与对比文件1～3的深紫外led的出光功率对比图。
具体实施方式
[0019]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
[0020]
对于本发明中提出的第一解决方案，请参阅图1和图2，图1是本发明中具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led一实施方式的结构示意图，图2是本发明中具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led的调制掺杂多量子阱结构示意图。本发明中具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led，包括依次层叠设置的蓝宝石衬底、aln本征层、n型algan层、电流扩展层、调制掺杂多量子阱层、电子阻挡层、p型algan注入层和p型gan接触层；调制掺杂多量子阱层由若干调制量子垒层和量子阱层周期交替排布组成，每一调制量子垒层依次包括第一量子垒非掺杂层、量子垒掺杂层和第二量子垒非掺杂层，第一量子垒非掺杂层和第二量子垒非掺杂层近邻量子阱层设置，量子垒掺杂层设置于第一量子垒非掺杂层和第二量子垒非掺杂层之间。
[0021]
本实施方式中，第一量子垒非掺杂层和第二量子垒非掺杂层为无掺杂的al
x
ga
1-x
n层，量子垒掺杂层为si掺杂的al
x
ga
1-x
n层，其中al组分百分数x为40％～100％；量子阱层为无掺杂的alyga
1-y
n，其中al组分百分数y为20％～90％。沿n型algan层至p型algan注入层方向，第n+1个量子垒掺杂层的掺杂浓度小于第n个量子垒掺杂层的掺杂浓度，n为2～30的整数，即在制备过程中，若干周期的量子垒掺杂层的掺杂浓度自下而上呈现出逐渐降低的趋势；具体地，量子垒掺杂层的掺杂浓度优选为1
×
10
16
～1
×
10
22
cm-3
。
[0022]
在厚度设置方面，调制量子垒层的厚度为h，第一量子垒非掺杂层的厚度为a0，量子垒掺杂层的厚度为b，第二量子垒非掺杂层的厚度为a1，满足以下关系：0.1nm≤h＝a0+b+a1≤50nm且0.1nm≤a0＝a1≤5nm。
[0023]
对于本技术中提出的第二解决方案，为一种具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led制备方法，该制备方法采用金属有机化学气相沉积法制备前述第一解决方案中具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led，具体步骤如下：
[0024]
s1，在400～800℃条件下，于蓝宝石衬底上生长aln本征层中的缓冲层，厚度为10
～50nm，然后升温至1200～1400℃，于aln本征层中的缓冲层上生长aln本征层，aln本征层的总厚度为500～4000nm。
[0025]
s2，降温至800～1200℃，于aln本征层上生长n型algan层，其中al组分百分数为20～90％，厚度为500～4000nm。
[0026]
s3，降温至700～1100℃，于n型algan层上一侧生长电流扩展层。
[0027]
s4，在1000～1200℃条件下，于电流扩展层上周期交替生长调制量子垒层和量子阱层，形成调制掺杂多量子阱层。本步骤中，具体步骤如下：
[0028]
s41，在1000～1200℃条件下，依次生长第一量子垒非掺杂层、量子垒掺杂层和第二量子垒非掺杂层，相邻膜层生长时设置间隔时间t0，形成调制量子垒层，调制量子垒层的al组分百分数x为40％～100％，厚度为0.1nm～50nm。本步骤在间隔时间内，停止通入有机源而维持氨气通入，0.1s≤t0≤10s。
[0029]
s42，在1000～1200℃条件下，在调制量子垒层上继续生长量子阱层，量子阱层的al组分百分数y为20％～90％，厚度为0.1nm～5nm。量子垒掺杂层的生长温度为t1，第一量子垒非掺杂层和第二量子垒非掺杂层的生长温度为t2，量子阱层的生长温度为t3，满足以下关系：1200℃≥t1≥t2＝t3≥1000℃；其中，t1＝t2时，第一量子垒非掺杂层的厚度为a0，第二量子垒非掺杂层的厚度为a1；t1》t2时，第一量子垒非掺杂层的厚度为a0+(t
1-t2)*f，第二量子垒非掺杂层的厚度为a1+(t
1-t2)*f，且0.1≤f≤10，f的单位为nm/℃；采用上述设置方式的原因在于，在生长掺杂层和非掺杂层时存在温度相同与温度不同两种不同的情况，当处于两者生长温度不同的情况下，即t1》t2时，两层沉积过程之间需要进行变温操作，在变温过程中，除停止通入有机源气体，其他气体源任维持通入，这一过程中氢气会不断腐蚀已沉积的外延层，且变温温差越大，变温时间越长，腐蚀程度越大，则外延层会变得越薄，所以需要针对变温情况适当增加非掺杂层的厚度，来抵消变温过程中的腐蚀损耗，且厚度增量与温差成正比。
[0030]
s43，重复s41和s42步骤若干次，由若干调制量子垒层和量子阱层周期交替排布形成调制掺杂多量子阱层，其中若干量子垒掺杂层的掺杂浓度逐渐递减。
[0031]
s5，在700～1100℃条件下，于调制掺杂多量子阱层上生长电子阻挡层，厚度为1～50nm，al组分百分数为30～100％；
[0032]
s6，在700～1100℃条件下，于电子阻挡层上生长p型algan注入层，al组分百分数为10％～100％，厚度为1～50nm，并采用mg作为p型掺杂剂；
[0033]
s7，在400～900℃条件下，于p型algan注入层上生长p型gan接触层，厚度为1～20nm，并采用mg作为p型掺杂剂。
[0034]
由于第二解决方案中的具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led制备方法用于制备前述第一解决方案中的具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led，故两个方案中的具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led的结构和功能应保持一致。
[0035]
下面通过具体实施例和对比例的对比实验进行效果说明。
[0036]
实施例1
[0037]
本实施例中具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led的具体制备步骤如下：
[0038]
(1)在700℃条件下，于蓝宝石衬底上生长aln本征层中的缓冲层，厚度为20nm，然后升温至1200℃，于aln本征层中的缓冲层上生长aln本征层，aln本征层的总厚度为
1000nm。
[0039]
(2)降温至1000℃，于aln本征层上生长n型algan层，其中al组分百分数为50％，厚度为1500nm。
[0040]
(3)降温至900℃，于n型algan层上一侧生长电流扩展层。
[0041]
(4)在1100℃条件下，依次生长第一量子垒非掺杂层、量子垒掺杂层和第二量子垒非掺杂层，相邻膜层生长时设置间隔时间t0＝5s，形成调制量子垒层，调制量子垒层的al组分百分数x为65％，其中，量子垒掺杂层厚度为8nm，第一量子垒非掺杂层和第二量子垒非掺杂层的厚度均为1.5nm。然后，将反应温度调至1090℃，变温时间为1.5min，在调制量子垒层上继续生长量子阱层，量子阱层的al组分百分数y为55％，厚度为3nm。重复生长5个周期后，由调制量子垒层和量子阱层周期交替排布形成调制掺杂多量子阱层，其中按生长的先后顺序5个量子垒掺杂层的si掺杂浓度逐渐递减，具体掺杂浓度由1
×
10
21
逐渐降低至1
×
10
17
。
[0042]
(5)在1000℃条件下，于调制掺杂多量子阱层上生长电子阻挡层，厚度为20nm，al组分百分数为60％；
[0043]
(6)在1000℃条件下，于电子阻挡层上生长p型algan注入层，al组分百分数为55％，厚度为35nm，并采用mg作为p型掺杂剂；
[0044]
(7)在800℃条件下，于p型algan注入层上生长p型gan接触层，厚度为10nm，并采用mg作为p型掺杂剂。
[0045]
对比例1
[0046]
本对比例基于实施例1的制备步骤，仅将步骤(4)替换为：(4)在1100℃条件下，仅生长量子垒掺杂层，其al组分百分数x为65％，厚度为8nm。然后，将反应温度调至1090℃，变温时间为1.5min，在量子垒掺杂层上继续生长量子阱层，量子阱层的al组分百分数y为55％，厚度为3nm。重复生长5个周期后，由调制量子垒层和量子阱层周期交替排布形成调制掺杂多量子阱层，其中5个量子垒掺杂层的si掺杂浓度均为1
×
10
19
。即本对比例与实施例1的区别仅在于，不设置第一量子垒非掺杂层和第二量子垒非掺杂层，同时多个量子垒掺杂层的掺杂浓度相同，其他步骤与实施例1一致。
[0047]
对比例2
[0048]
本对比例基于实施例1的制备步骤，仅将步骤(4)替换为：(4)在1100℃条件下，仅生长量子垒掺杂层，其al组分百分数x为65％，厚度为8nm。然后，将反应温度调至1090℃，变温时间为1.5min，在量子垒掺杂层上继续生长量子阱层，量子阱层的al组分百分数y为55％，厚度为3nm。重复生长5个周期后，由调制量子垒层和量子阱层周期交替排布形成调制掺杂多量子阱层，其中按生长的先后顺序5个量子垒掺杂层的si掺杂浓度逐渐递减，具体掺杂浓度由1
×
10
21
逐渐降低至1
×
10
17
。即本对比例与实施例1的区别仅在于，不设置第一量子垒非掺杂层和第二量子垒非掺杂层，其他步骤与实施例1一致。
[0049]
对比例3
[0050]
本对比例基于实施例1的制备步骤，仅将步骤(4)替换为：(4)在1100℃条件下，依次生长第一量子垒非掺杂层、量子垒掺杂层和第二量子垒非掺杂层，相邻膜层生长时设置间隔时间t0＝5s，形成调制量子垒层，调制量子垒层的al组分百分数x为65％，其中，量子垒掺杂层厚度为8nm，第一量子垒非掺杂层和第二量子垒非掺杂层的厚度均为1.5nm。然后，将反应温度调至1090℃，变温时间为1.5min，在调制量子垒层上继续生长量子阱层，量子阱层
的al组分百分数y为55％，厚度为3nm。重复生长5个周期后，由调制量子垒层和量子阱层周期交替排布形成调制掺杂多量子阱层，其中5个量子垒掺杂层的si掺杂浓度均为1
×
10
19
。即本对比例与实施例1的区别仅在于，多个量子垒掺杂层的掺杂浓度相同，而非逐渐降低，其他步骤与实施例1一致。
[0051]
对比上述实施例1和对比例1～3，实施例1为设置非掺杂量子垒层且调制掺杂多量子阱层的掺杂浓度依次递减的深紫外led，而对比例1为传统结构深紫外led，对比例2为仅调制掺杂多量子阱层的掺杂浓度依次递减的深紫外led，对比例3为仅设置非掺杂量子垒层的深紫外led，具体测试结果如图3所示。由图3可以看出，实施例1的出光功率较对比例1有显著提升，并且较对比例2～3也更具优势，说明采用非掺杂量子垒层与调制掺杂多量子阱层的掺杂浓度依次递减的设计方式，能够获得更优异的深紫外出光效果。实施例1能够获得更好出光效果的机理在于：一方面，在靠近量子阱处设置不掺杂的第一量子垒非掺杂层和第二量子垒非掺杂层，能够阻挡si向量子阱层扩散，从而防止si进入量子阱形成缺陷，避免扩散缺陷对器件发光的影响，进而提升了器件的发光效果；另一方面，由于电子迁移速率要远高于空穴的迁移速率，沿所述n型algan层至p型algan注入层方向，设置若干量子垒掺杂层的掺杂浓度逐渐递减，靠近n型algan层处量子垒掺杂层的掺杂浓度较高，以此限制电子溢流，同时，靠近p型algan注入层处量子垒掺杂层的掺杂浓度较低，促进空穴向近邻的量子阱层迁移，使空穴和电子的迁移速率进一步趋于匹配，提高了载流子的注入效率，最终实现了器件发光效果的进一步提升。
[0052]
区别于现有技术的情况，本发明提供一种具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led及制备方法，一方面通过在调制量子垒层中靠近量子阱层出设置非掺杂，防止si向量子阱层扩散；另一方面，沿n型algan层至p型algan注入层方向，调制掺杂多量子阱层中掺杂量子垒层的掺杂浓度逐渐降低，以此限制电子溢流，增强空穴向近邻量子阱中的迁移，提高载流子注入效率，实现深紫外led器件发光效率的提高。
[0053]
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
技术特征：1.一种具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led，其特征在于，包括依次层叠设置的蓝宝石衬底、aln本征层、n型algan层、电流扩展层、调制掺杂多量子阱层、电子阻挡层、p型algan注入层和p型gan接触层；所述调制掺杂多量子阱层由若干调制量子垒层和量子阱层周期交替排布组成，每一所述调制量子垒层依次包括第一量子垒非掺杂层、量子垒掺杂层和第二量子垒非掺杂层，所述第一量子垒非掺杂层和第二量子垒非掺杂层近邻所述量子阱层设置，所述量子垒掺杂层设置于所述第一量子垒非掺杂层和第二量子垒非掺杂层之间。2.根据权利要求1中所述的具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led，其特征在于，所述第一量子垒非掺杂层和第二量子垒非掺杂层为无掺杂的al
x
ga
1-x
n层，所述量子垒掺杂层为si掺杂的al
x
ga
1-x
n层，其中al组分百分数x为40％～100％；所述量子阱层为无掺杂的al
y
ga
1-y
n，其中al组分百分数y为20％～90％。3.根据权利要求2中所述的具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led，其特征在于，沿所述n型algan层至p型algan注入层方向，第n+1个所述量子垒掺杂层的掺杂浓度小于第n个所述量子垒掺杂层的掺杂浓度，n为2～30的整数；所述量子垒掺杂层的掺杂浓度为1
×
10
16
～1
×
10
22
cm-3
。4.根据权利要求1中所述的具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led，其特征在于，所述调制量子垒层的厚度为h，所述第一量子垒非掺杂层的厚度为a0，所述量子垒掺杂层的厚度为b，所述第二量子垒非掺杂层的厚度为a1，满足以下关系：0.1nm≤h＝a0+b+a1≤50nm且0.1nm≤a0＝a1≤5nm。5.根据权利要求1中所述的具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led，其特征在于，所述p型algan注入层和p型gan接触层中所采用的掺杂剂为mg。6.一种具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led制备方法，其特征在于，所述具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led制备方法采用金属有机化学气相沉积法制备权利要求1～5中任一所述具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led。7.根据权利要求6中所述的具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led制备方法，其特征在于，步骤包括：s1，在400～800℃条件下，于蓝宝石衬底上生长aln本征层中的缓冲层，厚度为10～50nm，然后升温至1200～1400℃，于aln本征层中的缓冲层上生长aln本征层，所述aln本征层的总厚度为500～4000nm；s2，降温至800～1200℃，于所述aln本征层上生长n型algan层，其中al组分百分数为20～90％，厚度为500～4000nm；s3，降温至700～1100℃，于所述n型algan层上一侧生长电流扩展层；s4，在1000～1200℃条件下，于所述电流扩展层上周期交替生长调制量子垒层和量子阱层，形成调制掺杂多量子阱层；s5，在700～1100℃条件下，于所述调制掺杂多量子阱层上生长电子阻挡层，厚度为1～50nm，al组分百分数为30～100％；s6，在700～1100℃条件下，于所述电子阻挡层上生长p型algan注入层，al组分百分数为10％～100％，厚度为1～50nm，并采用mg作为p型掺杂剂；s7，在400～900℃条件下，于所述p型algan注入层上生长p型gan接触层，厚度为1～
20nm，并采用mg作为p型掺杂剂。8.根据权利要求7中所述的具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led制备方法，其特征在于，所述s4步骤的具体步骤如下：s41，在1000～1200℃条件下，依次生长第一量子垒非掺杂层、量子垒掺杂层和第二量子垒非掺杂层，相邻膜层生长时设置间隔时间t0，形成调制量子垒层，所述调制量子垒层的al组分百分数x为40％～100％，厚度为0.1nm～50nm；s42，在1000～1200℃条件下，在所述调制量子垒层上继续生长量子阱层，所述量子阱层的al组分百分数y为20％～90％，厚度为0.1nm～5nm；s43，重复s41和s42步骤若干次，由若干所述调制量子垒层和量子阱层周期交替排布形成所述调制掺杂多量子阱层，其中若干所述量子垒掺杂层的掺杂浓度逐渐递减。9.根据权利要求8中所述的具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led制备方法，其特征在于，所述s41步骤中，所述间隔时间内，停止通入有机源而维持氨气通入，0.1s≤t0≤10s。10.根据权利要求8中所述的具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外led制备方法，其特征在于，所述量子垒掺杂层的生长温度为t1，所述第一量子垒非掺杂层和第二量子垒非掺杂层的生长温度为t2，所述量子阱层的生长温度为t3，满足以下关系：1200℃≥t1≥t2＝t3≥1000℃；其中，t1＝t2时，所述第一量子垒非掺杂层的厚度为a0，所述第二量子垒非掺杂层的厚度为a1；t1>t2时，所述第一量子垒非掺杂层的厚度为a0+(t
1-t2)*t，所述第二量子垒非掺杂层的厚度为a1+(t
1-t2)*f，且0.1≤f≤10，f的单位为nm/℃。
技术总结本发明公开了一种具有调制掺杂多量子阱结构的深紫外LED及制备方法，该深紫外LED包括依次层叠设置的蓝宝石衬底、AlN本征层、N型AlGaN层、电流扩展层、调制掺杂多量子阱层、电子阻挡层、P型AlGaN注入层和P型GaN接触层。本发明一方面通过在调制量子垒层中靠近量子阱层出设置非掺杂，防止Si向量子阱层扩散；另一方面，沿N型AlGaN层至P型AlGaN注入层方向，调制掺杂多量子阱层中掺杂量子垒层的掺杂浓度逐渐降低，以此限制电子溢流，增强空穴向近邻量子阱中的迁移，提高载流子注入效率，实现深紫外LED器件发光效率的提高。紫外LED器件发光效率的提高。紫外LED器件发光效率的提高。
技术研发人员：张骏 陈景文 张毅 岳金顺
受保护的技术使用者：苏州紫灿科技有限公司
技术研发日：2022.07.22
技术公布日：2022/11/1
