專利名稱：用于光電微型傳感器的寬譜紫外發(fā)光二極管及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體發(fā)光器件技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種新型寬譜紫外發(fā)光二極管芯片結(jié)構(gòu)，可為紫外光電傳感器提供較寬連續(xù)光譜，可以用在水質(zhì)監(jiān)測(cè)、醫(yī)療檢測(cè)等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED)是以半導(dǎo)體PN結(jié)為基本單元的新一代固體發(fā)光器件，其利用空間電荷區(qū)內(nèi)電子與空穴的復(fù)合產(chǎn)生光子達(dá)到發(fā)光效應(yīng)?，F(xiàn)有的發(fā)光二極管(LED)多以量子阱或多量子阱為有源區(qū)來束縛電子空穴對(duì)從而達(dá)到較高的發(fā)光效率。以GaN為代表的II1-N基發(fā)光二極管作為一種新型的固體光源，具有低功耗、發(fā)光效率高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。其中紫外發(fā)光二極管(UV-LED)主要是利用高鋁(Al)組分的AlGaN構(gòu)成寬帶隙多量子阱結(jié)構(gòu)。
金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積(Metal-organicChemical Vapor Deposition,MOCVD)方法是利用金屬有機(jī)物三甲基鎵(trimethylgallium)和三甲基招(trimethyalIuminum)作為三族元素Ga和Al的源，并用氨氣(NH3)作為五族元素N的源，生長(zhǎng)薄膜時(shí)，將載流氣體氫氣(H2)通過有機(jī)金屬反應(yīng)源的容器時(shí)，將反應(yīng)源的飽和蒸氣帶至反應(yīng)腔中與其它反應(yīng)氣體混合，然后在被加熱的基板上面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)促成薄膜的成長(zhǎng)。
近年來由于材料生長(zhǎng)水平的提高，MOCVD技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)可以生產(chǎn)較高光電轉(zhuǎn)換效率的紫外(UV)以及深紫外(DUV)發(fā)光二極管(LED)，其在生物醫(yī)療、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、防偽技術(shù)、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)等領(lǐng)域都有著非常廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的發(fā)光二極管(LED)的有源區(qū)都是同一種材料作為量子阱結(jié)構(gòu)，即發(fā)出單色的較窄半峰寬的的光。然而在許多特殊領(lǐng)域，紫外探測(cè)需要連續(xù)多個(gè)波段峰值光源，那么就需要提供多個(gè)紫外發(fā)光二極管(UV-LED)。但是這樣在一些需要把元器件微型化的設(shè)備中，多個(gè)UV-LED的布局將占據(jù)一定的體積，這樣常常會(huì)遇到技術(shù)瓶頸，并且制造成本也會(huì)增加。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種用于光電微型傳感器的寬譜紫外發(fā)光二極管，利用有源區(qū)不同鋁組分的量子阱層，能夠在同一個(gè)發(fā)光二極管芯片上同時(shí)提供從波長(zhǎng)250nm到300nm連續(xù)寬譜紫外光源。
為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明米取的技術(shù)方案為:一種用于光電微型傳感器的寬譜紫外發(fā)光二極管，其結(jié)構(gòu)沿Ga面生長(zhǎng)方向由下至上依次為:藍(lán)寶石襯底、AlN緩沖層、AlGaN/AIN超晶格緩沖層、硅摻雜的η型AlGaN勢(shì)壘層、有源區(qū)-AlGaN多量子阱層、鎂摻雜的P型AlGaN勢(shì)壘層、鎂摻雜ρ型GaN歐姆接觸層，從硅摻雜的η型AlGaN勢(shì)壘層引出η型歐姆接觸電極Ti/Al/Ti/Au層，從鎂摻雜ρ型GaN歐姆接觸層引出ρ型歐姆電極Ni/Au層，所述有源區(qū)-AlGaN多量子阱層為鋁組分不同的多量子阱結(jié)構(gòu)。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述有源區(qū)-AlGaN多量子阱層包括周期性的量子壘/量子阱，沿Ga面生長(zhǎng)方向鋁組分分別為:勢(shì)壘層0.75、量子阱0.62、勢(shì)壘層0.75、量子阱0.53、勢(shì)壘層0.65、量子阱0.47、勢(shì)壘層0.60、量子講0.41、勢(shì)壘層0.55、量子阱0.325、勢(shì)壘層0.44。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述有源區(qū)-AlGaN多量子阱層的勢(shì)壘層和量子阱的厚度分別為3nm和12nm。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述寬譜紫外發(fā)光二極管采取背出光方式。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述ρ型金屬電極Ni/Au層覆蓋鎂摻雜ρ型GaN歐姆接觸層的面積達(dá)2/3以上。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述P型金屬電極Ni/Au層中Ni/Au的厚度分別為5nm/5nm。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述AlN緩沖層厚度為10 15nm ；AlGaN/AlN的超晶格緩沖層的周期數(shù)為5，Al組分為0.7，其中每個(gè)周期的Ala7Gaa3N和AlN分別生長(zhǎng)5 7nm和5 7nm ；n型AlGaN勢(shì)壘層厚度為2 3 μ m，其中Al組分為0.8 ;p型AlGaN勢(shì)壘層中鋁的組分為0.5，厚度為50nm ；p型GaN歐姆接觸層厚度為IOOnm ；n型Ti/Al/Ti/Au歐姆電極層中 Ti/Al/Ti/Au 的厚度分別為 30nm/80nm/30nm/100nm。
本發(fā)明還提供了一種用于光電微型傳感器的寬譜紫外發(fā)光二極管的制作方法，其步驟包括:
A、在藍(lán)寶石襯底上用MOCVD方法生長(zhǎng)AlN緩沖層；
B、在AlN緩沖層上生長(zhǎng)AlGaN/AIN超晶格緩沖層；
C、在AlGaN/AIN超晶格緩沖層上生長(zhǎng)硅摻雜的η型AlGaN勢(shì)壘層；
D、在η型AlGaN勢(shì)壘層上生長(zhǎng)不同鋁組分的有源區(qū)-AlGaN多量子阱層；
Ε、在有源區(qū)-AlGaN多量子阱層上生長(zhǎng)鎂摻雜的P型AlGaN勢(shì)壘層；
F、在ρ型AlGaN勢(shì)壘層上生長(zhǎng)鎂摻雜的P型GaN歐姆接觸層；
G、在鎂摻雜的ρ型GaN歐姆接觸層上進(jìn)行光刻，刻蝕出電池臺(tái)面，露出硅摻雜的η型AlGaN勢(shì)壘層，然后蒸鍍?chǔ)切蜌W姆接觸電極Ti/Al/Ti/Au層。
H、在ρ型GaN歐姆接觸層上蒸鍍P型Ni/Au歐姆電極。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，其步驟包括:
A、在藍(lán)寶石襯底上用MOCVD方法生長(zhǎng)10 15nm的AlN緩沖層；
B、在AlN緩沖層上生長(zhǎng)5個(gè)周期的Alci 7Gatl 3NAlN的超晶格緩沖層，其中每個(gè)周期的Alci7Gaa3N和AlN分別生長(zhǎng)5 7nm和5 7nm ；
C、在Ala 7Ga0.3N/A1N的超晶格緩沖層上生長(zhǎng)硅摻雜的η型Ala 8Ga0.2N勢(shì)壘層，控制Ala8Gaa2N中Al的組分為0.8，硅摻雜的η型Ala8Gaa2N勢(shì)壘層的厚度的控制在2_3 μ m ;
D、在硅摻雜的η型Ala8Gaa2N勢(shì)壘層上生長(zhǎng)有源區(qū)-Α1χ6&1_χΝ/Α1#&1ιΝ多量子阱層，從底面開始分別生長(zhǎng):鋁組分為0.75的勢(shì)壘層厚度為12nm，鋁組分為0.62的量子阱層厚度為3nm，鋁組分為0.75的勢(shì)壘層厚度為12nm，鋁組分為0.53的量子阱層厚度為3nm，鋁組分為0.65的勢(shì)壘層厚度為12nm，鋁組分為0.47的量子阱層厚度為3nm，鋁組分為0.60的勢(shì)壘層厚度為12nm，鋁組分為0.41的量子阱層厚度為3nm，鋁組分為0.55的勢(shì)壘層厚度為12nm，鋁組分為0.325的量子阱層厚度為3nm，鋁組分為0.44的勢(shì)壘層厚度為12nm ；
E、在有源區(qū)-AlGaN多量子阱層上生長(zhǎng)鎂摻雜的P型AlGaN勢(shì)壘層，ρ型AlGaN勢(shì)壘層中鋁的組分為0.5，生長(zhǎng)厚度為50nm ；
F、在ρ型AlGaN勢(shì)壘層上生長(zhǎng)鎂摻雜的P型GaN歐姆接觸層，生長(zhǎng)厚度為IOOnm ；
G、在ρ型GaN歐姆接觸層上進(jìn)行光刻，刻蝕出電池臺(tái)面，露出硅摻雜的η型AlGaN勢(shì)壘層，使用物理氣相沉積法蒸鍍?chǔ)切蚑i/Al/Ti/Au歐姆電極層，Ti/Al/Ti/Au的蒸鍍厚度分別為 30nm/80nm/30nm/100nm ；
H、在ρ型GaN歐姆接觸層上蒸鍍P型Ni/Au歐姆電極，Ni/Au的蒸鍍厚度分別為5nm/5nm。
本發(fā)明在結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)了 AlGaN/AIN超晶格緩沖層，從而實(shí)現(xiàn)由藍(lán)寶石襯底到η型AlGaN勢(shì)壘層的應(yīng)力釋放，為材料的質(zhì)量提供保障。因?yàn)樵谳^低組分的AlGaN中才能形成良好的P型歐姆接觸，所以有源層的結(jié)構(gòu)也是采取先生長(zhǎng)高組分的AlGaN層，再依次生長(zhǎng)低組分的AlGaN層。ρ型Ni/Au歐姆電極大面積覆蓋ρ型GaN歐姆接觸層來實(shí)現(xiàn)電流的均勻傳輸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的紫外發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其有源層的多個(gè)量子阱由不同鋁組分的AlGaN材料構(gòu)成，從而可以提高其光譜寬度，實(shí)現(xiàn)連續(xù)波段的紫外光源。


圖1為本發(fā)明寬譜紫外發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
圖2為本發(fā)明寬譜紫外發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)俯視圖。
圖3為本發(fā)明寬譜紫外發(fā)光二極管的J-V曲線圖。
圖4為本發(fā)明寬譜紫外發(fā)光二極管的發(fā)光譜。
圖5為本發(fā)明寬譜紫外發(fā)光二極管制作方法工藝流程圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
參見圖1和圖2，本寬譜紫外發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)由下至上依次為:藍(lán)寶石襯底I ;厚度為IOnm的AlN緩沖層2 ；5個(gè)周期的Ala7Gaa 3Ν/Α1Ν超晶格緩沖層3，其中每個(gè)周期的Ala7Gaa3N和AlN分別生長(zhǎng)5nm和5nm ;厚度為2 μ m的硅摻雜的η型Ala8Gaa2N勢(shì)壘層4 ；
有源區(qū)-AlGaN多量子阱層5，鋁組分為0.75的勢(shì)壘層厚度為12nm，鋁組分為0.62的量子阱層厚度為3nm，鋁組分為0.75的勢(shì)壘層厚度為12nm，鋁組分為0.53的量子阱層厚度為3nm，鋁組分為0.65的勢(shì)壘層厚度為12nm，鋁組分為0.47的量子阱層厚度為3nm，鋁組分為0.60的勢(shì)壘層厚度為12nm，鋁組分為0.41的量子阱層厚度為3nm，鋁組分為0.55的勢(shì)壘層厚度為12nm，鋁組分為0.325的量子阱層厚度為3nm，鋁組分為0.44的勢(shì)壘層厚度為 12nm ；
厚度為50nm的鎂摻雜的ρ型Ala5Gaa5N勢(shì)壘層6 ;厚度為IOOnm的鎂摻雜ρ型GaN歐姆接觸層；從η型AlGaN勢(shì)壘層4引出η型歐姆接觸電極Ti/Al/Ti/Au層8，其中Ti/Al/Ti/Au的厚度分別為30nm/80nm/30nm/100nm ;從ρ型GaN歐姆接觸層7引出ρ型歐姆電極Ni/Au層9，其中Ni/Au的厚度分別為5/5nm。
實(shí)施例2
本實(shí)施例結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1結(jié)構(gòu)基本相同，其區(qū)別在于:A1N緩沖層2厚度為15nm ；AlGaN/AIN的超晶格緩沖層3每個(gè)周期的Al。.7Ga0.3N和AlN分別生長(zhǎng)7nm和7nm ；n型AlGaN勢(shì)壘層4厚度為3 μ m。
實(shí)施例3
本實(shí)施例結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1結(jié)構(gòu)基本相同，其區(qū)別在于:A1N緩沖層2厚度為12nm ；AlGaN/AIN的超晶格緩沖層3每個(gè)周期的Al。.7Ga0.3N和AlN分別生長(zhǎng)6nm和6nm ；n型AlGaN勢(shì)壘層4厚度為2.5μπι。
本實(shí)施例的J-V曲線圖參見圖3，本實(shí)施例在3V時(shí)才開始產(chǎn)生明顯的漏電流，主要是通過空間電荷區(qū)的復(fù)合電流；通過觀察對(duì)數(shù)曲線InJ和V的斜率，可以看出本發(fā)明有效抑制了常見的紫外LED在有源區(qū)產(chǎn)生的隧穿漏電流；本實(shí)施例的開啟電壓在4V以后。這些說明本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)合理，減少了漏電流對(duì)器件的影響，能增加電子空穴在有源區(qū)的復(fù)合，最終提高器件的發(fā)光效率。
圖4為本實(shí)施例的發(fā)光譜?？梢钥闯霰緦?shí)施例產(chǎn)生的連續(xù)的、帶有五個(gè)明顯波峰(對(duì)應(yīng)于五個(gè)量子阱)的發(fā)光譜，光譜范圍可以達(dá)到從250-300nm。之所以在波長(zhǎng)較短的地方發(fā)光強(qiáng)度弱是因?yàn)楦咪X組分的量子阱內(nèi)有較大的極化場(chǎng)強(qiáng)，導(dǎo)致電子空穴的復(fù)合數(shù)量降低。
實(shí)施例4
參見圖5，本寬譜紫外發(fā)光二極管的制作方法，其步驟包括:
A、在藍(lán)寶石襯底 I上用MOCVD方法生長(zhǎng)IOnm的AlN緩沖層2 ；
B、在AlN緩沖層2上生長(zhǎng)5個(gè)周期的AlQ.7GaQ.3N/AlN的超晶格緩沖層3，其中每個(gè)周期的Ala7Gaa3N和AlN分別生長(zhǎng)5nm和5nm ；
C、在Ala7Gaa3NAlN的超晶格緩沖層3上生長(zhǎng)硅摻雜的η型Ala8Gaa2N勢(shì)壘層4，硅摻雜的η型Ala8Gaa2N勢(shì)壘層4的厚度的控制在2 μ m ;
D、在硅摻雜的η型Ala 8Ga0.2N勢(shì)壘層4上生長(zhǎng)有源區(qū)-AlxGa^NAlyGa1IN多量子阱層5，從底面開始分別生長(zhǎng):鋁組分為0.75的勢(shì)壘層厚度為12nm，鋁組分為0.62的量子阱層厚度為3nm，鋁組分為0.75的勢(shì)壘層厚度為12nm，鋁組分為0.53的量子阱層厚度為3nm，鋁組分為0.65的勢(shì)壘層厚度為12nm，鋁組分為0.47的量子阱層厚度為3nm，鋁組分為0.60的勢(shì)壘層厚度為12nm，鋁組分為0.41的量子阱層厚度為3nm，鋁組分為0.55的勢(shì)壘層厚度為12nm，鋁組分為0.325的量子阱層厚度為3nm，鋁組分為0.44的勢(shì)壘層厚度為12nm ；
E、在有源區(qū)-AlGaN多量子阱層5上生長(zhǎng)鎂摻雜的ρ型AlGaN勢(shì)壘層6，ρ型AlGaN勢(shì)壘層6中鋁的組分為0.5，生長(zhǎng)厚度為50nm ；
F、在ρ型AlGaN勢(shì)壘層6上生長(zhǎng)鎂摻雜的ρ型GaN歐姆接觸層7，生長(zhǎng)厚度為IOOnm ；
G、在ρ型GaN歐姆接觸層7上進(jìn)行光刻，刻蝕出電池臺(tái)面，露出硅摻雜的η型AlGaN勢(shì)壘層4，使用物理氣相沉積法蒸鍍?chǔ)切蚑i/Al/Ti/Au歐姆電極層8，Ti/Al/Ti/Au的蒸鍍厚度分別為 30nm/80nm/30nm/100nm ；
H、在ρ型GaN歐姆接觸層7上蒸鍍?chǔ)研蚇i/Au歐姆電極9，Ni/Au的蒸鍍厚度分別為 5nm/5nm。
實(shí)施例5
本實(shí)施例結(jié)構(gòu)與實(shí)施例4步驟基本相同，其區(qū)別在于:
步驟A中生長(zhǎng)15nm的AlN緩沖層2 ；
步驟B中每個(gè)周期的Ala7Gaa3N和AlN分別生長(zhǎng)7nm和7nm ；
步驟C中硅摻雜的η型Ala8Gaa2N勢(shì)壘層4的厚度的控制在3 μ m。
實(shí)施例6
本實(shí)施例結(jié)構(gòu)與實(shí)施例4步驟基本相同，其區(qū)別在于:
步驟A中生長(zhǎng)12nm的AlN緩沖層2 ；
步驟B中每個(gè)周期的Al。.7Ga0.3N和AlN分別生長(zhǎng)6nm和6nm ；
步驟C中硅摻雜的η型Ala8Gaa2N勢(shì)壘層4的厚度的控制在2.5 μ m。
權(quán)利要求
1.一種用于光電微型傳感器的寬譜紫外發(fā)光二極管，其結(jié)構(gòu)沿Ga面的生長(zhǎng)方向由下至上依次為:藍(lán)寶石襯底(1)、A1N緩沖層(2)、AlGaN/AlN超晶格緩沖層(3)、硅摻雜的η型AlGaN勢(shì)壘層(4)、有源區(qū)-AlGaN多量子阱層(5)、鎂摻雜的ρ型AlGaN勢(shì)壘層(6)、鎂摻雜P型GaN歐姆接觸層(7)、從硅摻雜的η型AlGaN勢(shì)壘層(4)引出η型歐姆接觸電極Ti/Al/Ti/Au層(8)、從鎂摻雜ρ型GaN歐姆接觸層(7)引出P型歐姆電極Ni/Au層(9)、其中有源區(qū)-AlGaN多量子阱層(5)為鋁組分不同的多量子阱結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬譜紫外發(fā)光二極管，其特征在于:所述有源區(qū)-AlGaN多量子阱層(5)包括周期性的量子壘/量子阱，沿Ga面生長(zhǎng)方向鋁組分分別為:勢(shì)壘層0.75、阱層0.62、勢(shì)壘層0.75、阱層0.53、勢(shì)壘層0.65、阱層0.47、勢(shì)壘層0.60、阱層0.41、勢(shì)壘層0.55、阱層 0.325、勢(shì)壘層 0.44。
3.根據(jù)權(quán)利要求2 所述的寬譜紫外發(fā)光二極管，其特征在于:所述有源區(qū)-AlGaN多量子阱層(5)的勢(shì)壘層和量子阱的厚度分別為3nm和12nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的寬譜紫外發(fā)光二極管，其特征在于:所述寬譜紫外發(fā)光二極管米取背出光方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的寬譜紫外發(fā)光二極管，其特征在于:所述ρ型金屬電極Ni/Au層(9)覆蓋鎂摻雜ρ型GaN歐姆接觸層(7)的面積達(dá)2/3以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的寬譜紫外發(fā)光二極管，其特征在于:所述ρ型金屬電極Ni/Au層(9)中Ni/Au的厚度分別為5nm/5nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的寬譜紫外發(fā)光二極管，其特征在于:所述AlN緩沖層(2)厚度為10 15nm ；AlGaN/AlN的超晶格緩沖層(3)的周期數(shù)為5，Al組分為0.7，其中每個(gè)周期的Ala7Gaa3N和AlN分別生長(zhǎng)5 7nm和5 7nm ；n型AlGaN勢(shì)壘層(4)厚度為2 3μ m，其中Al組分為0.8 ;p型AlGaN勢(shì)壘層(6)中鋁的組分為0.5，厚度為50nm ；p型GaN歐姆接觸層⑵厚度為IOOnm ；n型Ti/Al/Ti/Au歐姆電極層⑶中Ti/Al/Ti/Au的厚度分別為 30nm/80nm/30nm/100nm。
8.—種權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的用于光電微型傳感器的寬譜紫外發(fā)光二極管的制作方法，其步驟包括: A、在藍(lán)寶石襯底(I)上用MOCVD方法生長(zhǎng)AlN緩沖層(2); B、在AlN緩沖層(2)上生長(zhǎng)AlGaN/AIN超晶格緩沖層(3)； C、在AlGaN/AIN超晶格緩沖層(3)上生長(zhǎng)硅摻雜的η型AlGaN勢(shì)壘層(4)； D、在η型AlGaN勢(shì)壘層(4)上生長(zhǎng)不同鋁組分的有源區(qū)-AlGaN多量子阱層(5)； Ε、在有源區(qū)-AlGaN多量子阱層(5)上生長(zhǎng)鎂摻雜的ρ型AlGaN勢(shì)壘層(6)； F、在ρ型AlGaN勢(shì)壘層(6)上生長(zhǎng)鎂摻雜的ρ型GaN歐姆接觸層(7)； G、在鎂摻雜的ρ型GaN歐姆接觸層(7)上進(jìn)行光刻，刻蝕出電池臺(tái)面，露出硅摻雜的η型AlGaN勢(shì)壘層(4)，然后蒸鍍?chǔ)切蜌W姆接觸電極Ti/Al/Ti/Au層(8)。
H、在ρ型GaN歐姆接觸層(7)上蒸鍍?chǔ)研蚇i/Au歐姆電極(9)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的寬譜紫外發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于:其步驟包括: A、在藍(lán)寶石襯底(I)上用MOCVD方法生長(zhǎng)10 15nm的AlN緩沖層(2); B、在AlN緩沖層(2)上生長(zhǎng)5個(gè)周期的Ala7Gaa3NAlN的超晶格緩沖層(3)，其中每個(gè)周期的Ala7Gaa3N和AlN分別生長(zhǎng)5 7nm和5 7nm ； C、在Ala7Gaa3NAlN的超晶格緩沖層(3)上生長(zhǎng)硅摻雜的η型Ala8Gaa2N勢(shì)壘層(4)，控制Ala8Gaa2N中Al的組分為0.8，硅摻雜的η型Ala8Gaa2N勢(shì)壘層(4)的厚度的控制在2 3 μ m ; D、在硅摻雜的η型Ala8Gaa2N勢(shì)壘層(4)上生長(zhǎng)有源區(qū)-AlxGa^NAlyGa1IN多量子阱層(5)，從底面開始分別生長(zhǎng):鋁組分為0.75的勢(shì)壘層厚度為12nm，鋁組分為0.62的量子阱層厚度為3nm，鋁組分為0.75的勢(shì)壘層厚度為12nm，鋁組分為0.53的量子阱層厚度為3nm，鋁組分為0.65的勢(shì)壘層厚度為12nm，鋁組分為0.47的量子阱層厚度為3nm，鋁組分為0.60的勢(shì)壘層厚度為12nm，鋁組分為0.41的量子阱層厚度為3nm，鋁組分為0.55的勢(shì)壘層厚度為12nm，鋁組分為0.325的量子阱層厚度為3nm，鋁組分為0.44的勢(shì)壘層厚度為12nm ； E、在有源區(qū)-AlGaN多量子阱層(5)上生長(zhǎng)鎂摻雜的ρ型AlGaN勢(shì)壘層^)，ρ型AlGaN勢(shì)壘層(6)中鋁的組分為0.5，生長(zhǎng)厚度為50nm ； F、在ρ型AlGaN勢(shì)壘層(6)上生長(zhǎng)鎂摻雜的ρ型GaN歐姆接觸層(7)，生長(zhǎng)厚度為IOOnm ； G、在ρ型GaN歐姆接觸層(7)上進(jìn)行光刻，刻蝕出電池臺(tái)面，露出硅摻雜的η型AlGaN勢(shì)壘層(4)，使用物理氣相沉積法蒸鍍?chǔ)切蚑i/Al/Ti/Au歐姆電極層(8)，Ti/Al/Ti/Au的蒸鍍厚度分別為30nm/80nm/30nm/100nm ； H、在ρ型GaN歐姆接觸層(7)上蒸鍍?chǔ)研蚇i/Au歐姆電極(9)，Ni/Au的蒸鍍厚度分別為 5nm/5nm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于光電微型傳感器的寬譜紫外發(fā)光二極管及其制作方法，采用不同鋁組分的多量子阱結(jié)構(gòu)作為有源區(qū)。本發(fā)明在結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)了AlGaN/AlN超晶格緩沖層，實(shí)現(xiàn)由藍(lán)寶石襯底到n型AlGaN勢(shì)壘層的應(yīng)力釋放，為材料的質(zhì)量提供保障。因?yàn)樵谳^低鋁組分的AlGaN中才能形成良好的p型歐姆接觸，所以有源層的結(jié)構(gòu)也是采取先生長(zhǎng)高鋁組分的AlGaN層，再依次生長(zhǎng)低鋁組分的AlGaN層。p型Ni/Au歐姆電極大面積覆蓋p型GaN歐姆接觸層來實(shí)現(xiàn)電流的均勻傳輸。本發(fā)明提供的紫外發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其有源層的多個(gè)量子阱由不同鋁組分的AlGaN材料構(gòu)成，從而可以提高其光譜寬度，實(shí)現(xiàn)連續(xù)波段的紫外光源。
文檔編號(hào)H01L33/00GK103137805SQ20131007763
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月12日
發(fā)明者陳敦軍, 馬繼昭, 張 榮, 鄭有炓 申請(qǐng)人:南京大學(xué)