CN113257965B - 一种AlInGaN半导体发光器件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种AlInGaN半导体发光器件。该AlInGaN半导体发光器件包括：衬底、半导体缓冲层、第一N型半导体层、第二N型半导体层、多量子阱层、P型空穴输送层、P型电子阻挡层、P型半导体传输层和P型半导体接触层。本发明提供的AlInGaN半导体发光器件通过将P型空穴输送层设置为单层AlInGaN材料层或AlInGaN/AlInGaN超晶格结构层，能够提高量子阱附近空穴的产生率，源源不断地向量子阱中提供大量的空穴，以提高AlInGaN量子阱中电子空穴复合效率，提升AlInGaN发光二极管的性能。
Description
技术领域
本发明涉及半导体发光技术领域，特别是涉及一种AlInGaN半导体发光器件。
背景技术
半导体发光器件因其优异的特性被广泛应用于制备可见光、紫光和紫外光，而半导体发光器件也正在逐步改变人类的生活。半导体可见光器件给了人类光明，节约了能源。半导体紫光和紫外光和半导体可见光一样，正在逐步进入人们的视野。自然界的紫外光有很强的使用价值，比如说UVA波段的紫外固化功能、UVB波段的紫外医疗功能、UVC波段的紫外杀菌功能等。然后自然界的紫外光比较难收集利用，并且因为大气层的吸收，地球上UVC波段几乎不存在。所以，为了更好地利用紫外光的价值，紫外发光二极管的研发和生产最近成了半导体领域的热门。
紫外发光二极管是指波长100nm到365nm之间的发光二极管，在固化、杀菌消毒、医疗、生化检测和保密通讯等领域有重大应用价值。与汞灯紫外光源相比，基于氮化铝镓（AlInGaN）材料的深紫外发光二极管具备坚固、节能、寿命长、无汞环保等优点，正逐步渗入汞灯的传统应用领域。同时，深紫外发光二极管的独特优势又激发了许多新的消费类电子产品应用，如白色家电的消毒模块、便携式水净化系统、手机消毒器等，从而展现出广阔的市场前景，成为又一全球研究热点。
目前紫外发光二极管主要采用AlInGaN作为生长材料，利用CVD外延生长方法生长出所需要的发光结构。最基本的结构包含AlInGaN缓冲层、AlInGaN非掺层、n型AlInGaN层、AlInGaN量子阱层、AlInGaN电子阻挡层以及P型AlInGaN层。随着波长变短，AlInGaN量子阱层的Al组分越高。但是随着AlInGaN量子阱层Al组分的逐渐变高，P型层Mg的激活能也越来越高，导致P型空穴的产生率随着波长变短而逐渐变低，以至于波长越短电子的空穴复合效率越低。数据表明Al组分从0到100%的P型AlInGaN层Mg的激活能从150meV上升到500meV，从而空穴浓度急剧下降。再者，因为P型电子阻挡层的势垒较高，导致空穴跃迁进入量子阱参与电子空穴复合的数量较低，也是导致量子阱中电子空穴复合效率低的另外一个原因。
目前AlInGaN发光二极管的发光效率较低，20milx20mil的芯片在100mA驱动电流下发光亮度约10mW，发光效率低导致杀菌效率也偏低，极大地限制了紫外光的使用场景。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种AlInGaN半导体发光器件。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种AlInGaN半导体发光器件，包括：衬底、半导体缓冲层、第一N型半导体层、第二N型半导体层、多量子阱层、P型空穴输送层、P型电子阻挡层、P型半导体传输层和P型半导体接触层；
所述半导体缓冲层生长在所述衬底上；所述第一N型半导体层生长在所述半导体缓冲层上；所述第二N型半导体层生长在所述第一N型半导体层上；所述多量子阱层生长在所述第二N型半导体层上；所述P型空穴输送层生长在所述多量子阱层上；所述P型电子阻挡层生长在所述P型空穴输送层上；P型半导体传输层和所述P型半导体接触层生长在所述P型电子阻挡层上；
所述P型空穴输送层为单层AlInGaN材料层或AlInGaN/AlInGaN超晶格结构层。
优选地，所述衬底为蓝宝石、Si、SiC、AlN、石英玻璃或GaN。
优选地，所述半导体缓冲层的材质为Alx1Iny1Ga1-x1-y1N，其中，0≤x1≤1，0≤y1≤1；所述半导体缓冲层的厚度为200nm～5000nm。
优选地，所述第一N型半导体层的材质为Alx2Iny2Ga1-x2-y2N，其中，0≤x2≤1，0≤y2≤1，x1> x2；
所述第一N型半导体层的厚度为200nm～5000nm；
所述第一N型半导体层的N型掺杂浓度为1×1017cm-3~1×1019cm-3。
优选地，所述第二N型半导体层的材质为Alx3Iny3Ga1-x3-y3N，其中，0≤x3≤1，0≤y3≤1，x2> x3；
所述第二N型半导体层的厚度为500nm～5000nm；
所述第二N型半导体层的N型掺杂浓度为1×1018cm-3~1×1020cm-3。
优选地，所述多量子阱层为以Alx4Iny4Ga1-x4-y4N为量子垒、以Alx5Iny5Ga1-x5-y5N为量子阱的结构层，其中，0≤x4≤1、0≤y4≤1，0≤x5≤1，0≤y5≤1，x4>x5；
所述量子垒的厚度为1nm～50nm；
所述量子阱的厚度为1nm～50nm；所述量子阱个数大于1。
优选地，当所述P型空穴输送层为单层AlInGaN材料层时，所述P型空穴输送层的材质为Alx6Iny6Ga1-x6-y6N，其中，0≤x6≤1、0≤y6≤1，x4>x6>x5；
所述P型空穴输送层的厚度为0.5nm～50nm；
所述P型空穴输送层中的P型掺杂浓度为1×1018cm-3~1×1020cm-3。
优选地，当所述P型空穴输送层为AlInGaN/AlInGaN超晶格结构层时，所述P型空穴输送层的材质为Alx7Iny7Ga1-x7-y7N/Alx8Iny8Ga1-x8-y8N，其中，Alx7Iny7Ga1-x7-y7N和Alx8Iny8Ga1-x8-y8N的厚度均大于0.5nm，超晶格的周期数大于等于1，0≤x7≤1，0≤y7≤1，0≤x8≤1，0≤y8≤1，x4>x8>x7>x5；
所述P型空穴输送层中的P型掺杂浓度为1×1018cm-3~1×1020cm-3。
优选地，所述P型电子阻挡层的材质为掺杂Mg的Alx9Iny9Ga1-x9-y9N，其中，0≤x9≤1，0≤y9≤1，x9>x4；
所述P型电子阻挡层的厚度为2nm～100nm；
P型电子阻挡层的P型掺杂浓度为1×1018cm-3~1×1020cm-3。
优选地，所述P型半导体传输层的材质为Alx0Iny0Ga1-x0-y0N，其中，0≤x0≤1，0≤y0≤1，同时x0>x5；
所述P型半导体传输层的厚度为5nm～1000nm；所述P型半导体传输层的P型掺杂浓度为1×1018cm-3~1×1020cm-3；
所述P型半导体接触层为P型高掺层；
所述P型半导体接触层的P型掺杂浓度为1×1019cm-3~1×1021cm-3；
所述P型半导体接触层的厚度为1nm~20nm。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的AlInGaN半导体发光器件中，通过将P型空穴输送层设置为单层AlInGaN材料层或AlInGaN/AlInGaN超晶格结构层，能够提高量子阱附近空穴的产生率，源源不断地向量子阱中提供大量的空穴，以提高AlInGaN量子阱中电子空穴复合效率，提升AlInGaN发光二极管的性能，进而还可以实现以下优点：
1、解决了高Al组分P型AlInGaN中空穴激活能高、空穴浓度低的问题；
2、解决了高Al组分P型AlInGaN电子阻挡层对空穴阻挡太大的问题，提高了空穴注入水平；
3、明显改善了AlInGaN半导体发光器件的发光性能，尤其是紫光和紫外光发光器件的发光性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的AlInGaN半导体发光器件的结构示意图；
图2为P型空穴输送层为单层AlInGaN材料层时AlInGaN半导体发光器件的结构示意图；
图3为P型空穴输送层为AlInGaN/AlInGaN超晶格结构层时AlInGaN半导体发光器件的结构示意图；
图4为本发明提供的AlInGaN半导体发光器件的制备方法的流程图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种AlInGaN半导体发光器件，以提高AlInGaN量子阱中电子空穴复合效率，进而提升AlInGaN发光二极管的性能。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供的AlInGaN半导体发光器件，包括：衬底1、半导体缓冲层2、第一N型半导体层3、第二N型半导体层4、多量子阱层5、P型空穴输送层6、P型电子阻挡层7、P型半导体传输层8和P型半导体接触层9。
半导体缓冲层2生长在衬底1上。第一N型半导体层3生长在半导体缓冲层2上。第二N型半导体层4生长在第一N型半导体层3上。多量子阱层5生长在第二N型半导体层4上。P型空穴输送层6生长在多量子阱层5上。P型电子阻挡层7生长在P型空穴输送层6上。P型半导体传输层8和P型半导体接触层9生长在P型电子阻挡层7上。
P型空穴输送层6为单层AlInGaN材料层或AlInGaN/AlInGaN超晶格结构层。其中，P型空穴输送层6为单层AlInGaN材料层时AlInGaN半导体发光器件的具体结构如图2所示。P型空穴输送层6为AlInGaN/AlInGaN超晶格结构层时AlInGaN半导体发光器件的具体结构如图3所示。
在本发明中，所采用的衬底1优选为蓝宝石、Si、SiC、AlN、石英玻璃或GaN。
半导体缓冲层2的材质优选采用Alx1Iny1Ga1-x1-y1N，其中，0≤x1≤1，0≤y1≤1。半导体缓冲层2的厚度为200nm～5000nm。
第一N型半导体层3的材质优选采用Alx2Iny2Ga1-x2-y2N，其中，0≤x2≤1，0≤y2≤1，x1> x2。第一N型半导体层3的厚度优选为200nm～5000nm。第一N型半导体层3的N型掺杂浓度优选为1×1017cm-3~1×1019cm-3。
第二N型半导体层4的材质优选采用为Alx3Iny3Ga1-x3-y3N，其中，0≤x3≤1，0≤y3≤1，x2> x3。第二N型半导体层4的厚度优选为500nm～5000nm。第二N型半导体层4的N型掺杂浓度为1×1018cm-3~1×1020cm-3。
多量子阱层5优选为以Alx4Iny4Ga1-x4-y4N为量子垒、以Alx5Iny5Ga1-x5-y5N为量子阱的结构层，其中，0≤x4≤1、0≤y4≤1，0≤x5≤1，0≤y5≤1，x4>x5。量子垒的厚度优选为1nm～50nm。量子阱的厚度优选为1nm～50nm。量子阱个数优选大于1。
当P型空穴输送层6为单层AlInGaN材料层时，P型空穴输送层6的材质优选为Alx6Iny6Ga1-x6-y6N，其中，0≤x6≤1、0≤y6≤1，x4>x6>x5。P型空穴输送层6的厚度优选为0.5nm～50nm。P型空穴输送层6中的P型掺杂浓度优选为1×1018cm-3~1×1020cm-3。
当P型空穴输送层6为AlInGaN/AlInGaN超晶格结构层时，P型空穴输送层6的材质优选为Alx7Iny7Ga1-x7-y7N/Alx8Iny8Ga1-x8-y8N，其中，Alx7Iny7Ga1-x7-y7N和Alx8Iny8Ga1-x8-y8N的厚度均大于0.5nm，超晶格的周期数大于等于1，0≤x7≤1，0≤y7≤1，0≤x8≤1，0≤y8≤1，x4>x8>x7>x5。P型空穴输送层6中的P型掺杂浓度优选为1×1018cm-3~1×1020cm-3。
P型电子阻挡层7的材质优选为掺杂Mg的Alx9Iny9Ga1-x9-y9N，其中，0≤x9≤1，0≤y9≤1，x9>x4。P型电子阻挡层7的厚度优选为2nm～100nm。P型电子阻挡层7的P型掺杂浓度优选为1×1018cm-3~1×1020cm-3。
P型半导体传输层8的材质优选为Alx0Iny0Ga1-x0-y0N，其中，0≤x0≤1，0≤y0≤1，同时x0>x5。P型半导体传输层8的厚度优选为5nm～1000nm。P型半导体传输层8的P型掺杂浓度优选为1×1018cm-3~1×1020cm-3。
P型半导体接触层9优选为P型高掺层。P型半导体接触层9的P型掺杂浓度优选为1×1019cm-3~1×1021cm-3。P型半导体接触层9的厚度优选为1nm~20nm。
下面提供一种上述AlInGaN半导体发光器件的制备方法，以对上述AlInGaN半导体发光器件的具体结构进行说明。
如图4所示，该AlInGaN半导体发光器件的制备方法，包括：
步骤101：在衬底1上生长半导体缓冲层2。
步骤102：在半导体缓冲层2上生长第一N型半导体层3。
步骤103：在第一N型半导体层3上生长第二N型半导体层4。
步骤104：在第二N型半导体层4上生长多量子阱层5。
步骤105：在多量子阱层5上生长P型空穴输送层6。
步骤106：在P型空穴输送层6上生长P型电子阻挡层7。
步骤107：在P型电子阻挡层7上生长P型半导体传输层8和P型半导体接触层9。
并且，在步骤101之前，上述提供的制备方法还包括：
衬底1放入高温MOCVD设备中，通入氢气，高温1100℃烘烤，清洗衬底1表面的氧化物和杂质。
在上述AlInGaN半导体发光器件各层的制备过程中，各层选用的材质、厚度、是否掺加杂质等依据所需功能进行设定。
下面基于本发明提供的上述制备方法，提供多个实施例对本发明制备得到的AlInGaN半导体发光器件的具体结构选择和性能进行说明。
实施例1
将蓝宝石图形衬底放入高温MOCVD设备中，通入氢气，高温1100℃烘烤，清洗衬底表面的氧化物和杂质。
高温生长非掺杂的AlN层，AlN层的厚度控制在3μm。
在此非掺杂的AlN层上生长第一N型Al0.6Ga0.4N层，此N型Al0.6Ga0.4N层的厚度为1μm，掺杂浓度为1×1018cm-3。
在此非掺杂的AlN层上生长第一N型Al0.5Ga0.4N层，此N型Al0.5Ga0.4N层的厚度为1μm，1×1019cm-3。
将温度调至量子阱温度，生长Al0.25In0.01Ga0.74N/Al0.5In0.01Ga0.49N多量子阱的结构，周期厚度为14nm（其中阱宽为2nm，垒宽为12nm），其周期数为8。
在已生长好的多量子阱的结构上生长一层4nm厚的Al0.35In0.01Ga0.64N空穴输送层，其P型掺Mg，掺杂浓度为1×1019cm-3。
随后生长一层40nm厚的P型Al0.60In0.01Ga0.39N电子阻挡层，掺杂浓度为1×1019cm-3。
继续生长一层具有高空穴浓度和低紫外线吸收率的P型Al0.40In0.01Ga0.59N传输层，P型传输层的厚度为15nm，掺杂浓度为1×1019cm-3。
最后生长一层具有高掺杂浓度的P型Al0.15Ga0.75N接触层，P型接触层的厚度为5nm，掺杂浓度为1×1020cm-3。
生长的外延片进行表面清洗，进行芯片制作，芯片大小为500μm×500μm。边缘N电极刻蚀，边缘N电极的宽度为20μm，刻蚀深度为500nm。N电极蒸镀Ti/Au，厚度分别为100nm/100nm，形成良好的欧姆接触。蒸镀Al金属作为紫光反射层，蒸镀的厚度为500nm，完全能够反射量子阱发射出来的紫外光。
在此基础上，蒸镀Ni/Au合金作为P型电极，厚度分别为1nm/10nm，形成良好的P型欧姆接触。
此芯片制成倒装芯片大小为500μm×500μm的情况下，通入100mA电流，波长为275nm，亮度为30mW。
实施例2
蓝宝石图形衬底放入高温MOCVD设备中，通入氢气，高温1100℃烘烤，清洗衬底表面的氧化物和杂质。
高温生长非掺的Al0.99Ga0.01N缓冲层，Al0.99Ga0.01N层的厚度控制在4μm。
此非掺杂的Al0.99Ga0.01N层上继续生长第一层N型Al0.8Ga0.2N层，此N型Al0.8Ga0.2N层的厚度为1.5μm，掺杂浓度为2×1018cm-3。
在第一层N型Al0.8Ga0.2N层基础上生长第二N型Al0.6Ga0.4N层，此层的厚度为1.5μm，掺杂浓度为1×1019cm-3。
温度调至生长量子阱的温度，生长Al0.35In0.01Ga0.64N/Al0.5In0.01Ga0.49N多量子阱的结构，周期厚度为12.5nm（其中阱宽为1.5nm，垒宽为11nm），其周期数为4。
在已生长好的多量子阱的结构上生长一层2nm厚的Al0.4In0.01Ga0.59N空穴输送层，其P型掺Mg，掺杂浓度为5×1019cm-3。
在空穴传输层基础上生长50nm厚的Al0.65In0.01Ga0.34N电子阻挡层。
随后在继续生长一层P型Al0.45In0.01Ga0.54N传输层，P型接触层的厚度为20nm，掺杂浓度为1×1020cm-3，不再做P型接触层。
生长的外延片进行表面清洗，进行芯片制作，芯片大小为500μm×500μm。边缘N电极刻蚀，边缘N电极的宽度为30μm，刻蚀深度为400nm。中心区域的电极为4长条形，长条形的宽度为40μm，长度为300μm，刻蚀深度为400nm。
N电极蒸镀Ti/Au，厚度分别为100nm/200nm，形成良好的欧姆接触。
在此基础上，蒸镀Ni/Au合金作为P型电极，厚度分别为1nm/10nm，形成良好的P型欧姆接触，继续蒸镀Rh金属200nm，以形成很好的P型区紫外光反射。
此芯片制成倒装芯片，芯片大小为500μm×500μm的情况下，通入100mA电流，波长为265nm，亮度为30mW。
实施例3
AlN衬底放入高温MOCVD设备中，通入氢气，高温1100℃烘烤，清洗衬底表面的氧化物和杂质。
高温生长非掺的Al0.99Ga0.01N缓冲层，Al0.99Ga0.01N层的厚度控制在2μm。
此非掺杂的Al0.99Ga0.01N层上生继续生长第一层N型Al0.65Ga0.35N层，此N型Al0.65Ga0.35N层的厚度为1.5μm，掺杂浓度为1×1018cm-3。
在第一层N型Al0.65Ga0.35N层基础上生长第二N型Al0.5Ga0.5N层，此层的厚度为1.0μm，掺杂浓度为1×1019cm-3。
温度调至生长量子阱的温度，生长Al0.15In0.01Ga0.84N/Al0.4In0.01Ga0.59N多量子阱的结构，周期厚度为15nm（其中阱宽为3nm，垒宽为12nm），其周期数为6。
在已生长好的多量子阱的结构上生长一层2nm厚的Al0.2In0.01Ga0.79N空穴输送层，其P型掺Mg，掺杂浓度为2×1019cm-3。
在空穴传输层基础上生长30nm厚的Al0.55In0.01Ga0.44N电子阻挡层。
随后在继续生长一层P型Al0.30In0.01Ga0.69N传输层，P型接触层的厚度为30nm，掺杂浓度为1×1020cm-3。
P型接触层采用Al0.10In0.01Ga0.89N，厚度为5nm，掺杂浓度为1×1020cm-3。
生长的外延片进行表面清洗，进行芯片制作，芯片大小为500μm×500μm。
N电极蒸镀Ti/Au，厚度分别为100nm/200nm，形成良好的欧姆接触。
在此基础上，蒸镀Ni/Au合金作为P型电极，厚度分别为1nm/10nm，形成良好的P型欧姆接触，继续蒸镀Al金属400nm，以形成很好的P型区紫外光反射。
此芯片制成倒装芯片，芯片大小为500μm×500μm的情况下，通入100mA电流，波长为305nm，亮度为30mW。
实施例4
蓝宝石图形衬底放入高温MOCVD设备中，通入氢气，高温1100℃烘烤，清洗衬底表面的氧化物和杂质。
高温生长非掺的Al0.99Ga0.01N缓冲层，Al0.99Ga0.01N层的厚度控制在4μm。
此非掺杂的Al0.99Ga0.01N缓冲层上生继续生长第一层N型Al0.8Ga0.2N层，此N型Al0.8Ga0.2N层的厚度为1.5μm，掺杂浓度为2×1018cm-3。
在第一层N型Al0.8Ga0.2N层基础上生长第二N型Al0.6Ga0.4N层，此层的厚度为1.5μm，掺杂浓度为1×1019cm-3。
温度调至生长量子阱的温度，生长Al0.35In0.01Ga0.64N/Al0.5In0.01Ga0.49N多量子阱的结构，周期厚度为12.5nm（其中阱宽为1.5nm，垒宽为11nm），其周期数为4。
在已生长好的多量子阱的结构上生长一层0.5nm/0.5nm厚的Al0.38In0.01Ga0.61N/Al0.48In0.01Ga0.51N空穴输送层，周期数为5，其P型掺Mg，掺杂浓度为1×1019cm-3。
在空穴传输层基础上生长50nm厚的Al0.65In0.01Ga0.34N电子阻挡层。
随后在继续生长一层P型Al0.45In0.01Ga0.54N传输层，P型接触层的厚度为20nm，掺杂浓度为1×1020cm-3，不再做P型接触层。
生长的外延片进行表面清洗，进行芯片制作，芯片大小为500μm×500μm。边缘N电极刻蚀，边缘N电极的宽度为30μm，刻蚀深度为400nm。中心区域的电极为4长条形，长条形的宽度为40μm，长度为300μm，刻蚀深度为400nm。
N电极蒸镀Ti/Au，厚度分别为100nm/200nm，形成良好的欧姆接触。
在此基础上，蒸镀Ni/Au合金作为P型电极，厚度分别为1nm/10nm，形成良好的P型欧姆接触，继续蒸镀Rh金属200nm，以形成很好的P型区紫外光反射。
此芯片制成倒装芯片，芯片大小为500μm×500μm的情况下，通入100mA电流，波长为265nm，亮度为30mW。
实施例5
AlN衬底放入高温MOCVD设备中，通入氢气，高温1100℃烘烤，清洗衬底表面的氧化物和杂质。
高温生长非掺的Al0.99Ga0.01N缓冲层，Al0.99Ga0.01N层的厚度控制在2μm。
此非掺杂的Al0.99Ga0.01N层上生继续生长第一层N型Al0.65Ga0.35N层，此N型Al0.65Ga0.35N层的厚度为1.5μm，掺杂浓度为1×1018cm-3。
在第一层N型Al0.65Ga0.35N层基础上生长第二N型Al0.5Ga0.5N层，此层的厚度为1.0μm，掺杂浓度为1×1019cm-3。
温度调至生长量子阱的温度，生长Al0.15In0.01Ga0.84N/Al0.4In0.01Ga0.59N多量子阱的结构，周期厚度为15nm（其中阱宽为3nm，垒宽为12nm），其周期数为6。
在已生长好的多量子阱的结构上生长一层1nm/1nm厚的Al0.25In0.01Ga0.74N/Al0.35In0.01Ga0.64N空穴输送层，周期数为3，其P型掺Mg，掺杂浓度为1×1019cm-3。
在空穴传输层基础上生长30nm厚的Al0.55In0.01Ga0.44N电子阻挡层。
随后在继续生长一层P型Al0.30In0.01Ga0.69N传输层，P型接触层的厚度为30nm，掺杂浓度为1×1020cm-3。
P型接触层采用Al0.10In0.01Ga0.89N，厚度为5nm，掺杂浓度为1×1020cm-3。
生长的外延片进行表面清洗，进行芯片制作，芯片大小为500μm×500μm。
N电极蒸镀Ti/Au，厚度分别为100nm/200nm，形成良好的欧姆接触。
在此基础上，蒸镀Ni/Au合金作为P型电极，厚度分别为1nm/10nm，形成良好的P型欧姆接触，继续蒸镀Al金属400nm，以形成很好的P型区紫外光反射。
此芯片制成倒装芯片，芯片大小为500μm×500μm的情况下，通入100mA电流，波长为305nm，亮度为30mW。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种AlInGaN半导体发光器件，其特征在于，包括：衬底、半导体缓冲层、第一N型半导体层、第二N型半导体层、多量子阱层、P型空穴输送层、P型电子阻挡层、P型半导体传输层和P型半导体接触层；
所述半导体缓冲层生长在所述衬底上；所述第一N型半导体层生长在所述半导体缓冲层上；所述第二N型半导体层生长在所述第一N型半导体层上；所述多量子阱层生长在所述第二N型半导体层上；所述P型空穴输送层生长在所述多量子阱层上；所述P型电子阻挡层生长在所述P型空穴输送层上；P型半导体传输层和所述P型半导体接触层生长在所述P型电子阻挡层上；
所述P型空穴输送层为单层AlInGaN材料层或AlInGaN/AlInGaN超晶格结构层；
当所述P型空穴输送层为AlInGaN/AlInGaN超晶格结构层时，所述P型空穴输送层的材质为Alx7Iny7Ga1-x7-y7N/Alx8Iny8Ga1-x8-y8N，其中，Alx7Iny7Ga1-x7-y7N和Alx8Iny8Ga1-x8-y8N的厚度均大于0.5nm，超晶格的周期数大于等于1，0≤x7≤1，0≤y7≤1，0≤x8≤1，0≤y8≤1。
2.根据权利要求1所述的AlInGaN半导体发光器件，其特征在于，所述衬底为蓝宝石、Si、SiC、AlN、石英玻璃或GaN。
3.根据权利要求1所述的AlInGaN半导体发光器件，其特征在于，所述半导体缓冲层的材质为Alx1Iny1Ga1-x1-y1N，其中，0≤x1≤1，0≤y1≤1；所述半导体缓冲层的厚度为200nm～5000nm。
4.根据权利要求1所述的AlInGaN半导体发光器件，其特征在于，所述第一N型半导体层的材质为Alx2Iny2Ga1-x2-y2N，其中，0≤x2≤1，0≤y2≤1，x1> x2；
所述第一N型半导体层的厚度为200nm～5000nm；
所述第一N型半导体层的N型掺杂浓度为1×1017cm-3~1×1019cm-3。
5.根据权利要求1所述的AlInGaN半导体发光器件，其特征在于，所述第二N型半导体层的材质为Alx3Iny3Ga1-x3-y3N，其中，0≤x3≤1，0≤y3≤1，x2> x3；
所述第二N型半导体层的厚度为500nm～5000nm；
所述第二N型半导体层的N型掺杂浓度为1×1018cm-3~1×1020cm-3。
6.根据权利要求1所述的AlInGaN半导体发光器件，其特征在于，所述多量子阱层为以Alx4Iny4Ga1-x4-y4N为量子垒、以Alx5Iny5Ga1-x5-y5N为量子阱的结构层，其中，0≤x4≤1、0≤y4≤1，0≤x5≤1，0≤y5≤1，x4>x5；
所述量子垒的厚度为1nm～50nm；
所述量子阱的厚度为1nm～50nm；所述量子阱个数大于1。
7.根据权利要求6所述的AlInGaN半导体发光器件，其特征在于，当所述P型空穴输送层为单层AlInGaN材料层时，所述P型空穴输送层的材质为Alx6Iny6Ga1-x6-y6N，其中，0≤x6≤1、0≤y6≤1，x4>x6>x5；
所述P型空穴输送层的厚度为0.5nm～50nm；
所述P型空穴输送层中的P型掺杂浓度为1×1018cm-3~1×1020cm-3。
8.根据权利要求6所述的AlInGaN半导体发光器件，其特征在于，x4>x8>x7>x5；
所述P型空穴输送层中的P型掺杂浓度为1×1018cm-3~1×1020cm-3。
9.根据权利要求6所述的AlInGaN半导体发光器件，其特征在于，所述P型电子阻挡层的材质为掺杂Mg的Alx9Iny9Ga1-x9-y9N，其中，0≤x9≤1，0≤y9≤1，x9>x4；
所述P型电子阻挡层的厚度为2nm～100nm；
P型电子阻挡层的P型掺杂浓度为1×1018cm-3~1×1020cm-3。
10.根据权利要求6所述的AlInGaN半导体发光器件，其特征在于，所述P型半导体传输层的材质为Alx0Iny0Ga1-x0-y0N，其中，0≤x0≤1，0≤y0≤1，同时x0>x5；
所述P型半导体传输层的厚度为5nm～1000nm；所述P型半导体传输层的P型掺杂浓度为1×1018cm-3~1×1020cm-3；
所述P型半导体接触层为P型高掺层；
所述P型半导体接触层的P型掺杂浓度为1×1019cm-3~1×1021cm-3；
所述P型半导体接触层的厚度为1nm~20nm。
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