公开(公告)号：CN105895765B

公开(公告)日：2018-05-11

申请号：CN201610257519.7

申请日：2016-04-22

Applicant: 河北工业大学

Inventor： 张紫辉 ,  张勇辉 ,  毕文刚 ,  徐庶 ,  耿翀

IPC: H01L33/14

Abstract: 本发明具有电子能量调节层的发光二极管外延结构，涉及至少有一个电位跃变势垒或表面势垒的专门适用于光发射的半导体器件，从上至下顺序包括衬底、缓冲层、第一N型半导体材料、电子能量调节层、第二N型半导体材料层、多量子阱层、P型电子阻挡层和P‑型半导体材料传输层，其中电子能量调节层的相对介电常数为8.5～15.3，小于第一N型半导体材料层和第二N型半导体材料层的介电常数，其厚度为1～5000nm，材料为n‑型掺杂，并且其掺杂元素浓度需大于第一N型半导体材料层和第二N型半导体材料层，n‑型掺杂是通过掺杂Si、Ge、O或H元素实现，克服了现有技术存在在减小漏电子电流的同时却影响空穴的注入效率的缺陷。

公开(公告)号：CN107293624A

公开(公告)日：2017-10-24

申请号：CN201710636724.9

申请日：2017-07-31

Applicant: 河北工业大学

Inventor： 李路平 ,  田康凯 ,  楚春双 ,  张勇辉 ,  毕文刚 ,  张紫辉

IPC: H01L33/14 ,  H01L33/06 ,  H01L33/00

CPC classification number: H01L33/14 ,  H01L33/0075 ,  H01L33/06

Abstract: 本发明涉及一种基于h-BN隧穿结为空穴注入层的发光二极管外延结构，其特征在于该外延结构包括衬底、n型半导体材料层、多量子阱层、p-型电子阻挡层、p-型半导体材料层、p-型重掺杂半导体材料层、h-BN层和n-型重掺杂半导体材料层，其中h-BN层相对介电常数取值为3～5.1，该相对介电常数小于p-型重掺杂半导体材料层的相对介电常数和n-型重掺杂半导体材料层，h-BN层的厚度为1nm～5nm；所述p-型重掺杂半导体材料层、h-BN层和n-型重掺杂半导体材料层共同构成隧穿结。该发光二极管外延结构具有能提高LED器件空穴注入效率的隧穿结结构，增加了载流子的隧穿几率，同时改善了电流扩展效应，显著提高LED内量子效率和光输出功率。

公开(公告)号：CN107230738A

公开(公告)日：2017-10-03

申请号：CN201710636642.4

申请日：2017-07-31

Applicant: 河北工业大学

Inventor： 田康凯 ,  楚春双 ,  方梦倩 ,  李路平 ,  张勇辉 ,  张紫辉

IPC: H01L33/04 ,  H01L33/32 ,  H01L33/00

CPC classification number: H01L33/04 ,  H01L33/0075 ,  H01L33/32

Abstract: 本发明涉及具有超晶格隧穿结的发光二极管外延结构及其制备方法，其特征在于该外延结构沿着外延生长方向依次包括衬底、缓冲层、N‑型半导体材料层、多量子阱层、P‑型电子阻挡层、P‑型掺杂半导体材料传输层、P‑型重掺杂半导体材料传输层、超晶格层和N‑型重掺杂半导体材料传输层；所述多量子阱层为Alx1Iny1Ga1‑x1‑y1N/Alx2Iny2Ga1‑x2‑y2N，其中，各元素的组分x1、x2、y1、y2、1‑x1‑y1和1‑x2‑y2均介于0和1之间，量子垒Alx2Iny2Ga1‑x2‑y2N的厚度为5nm～50nm，量子阱Alx1Iny1Ga1‑x1‑y1N的厚度为1nm～20nm，量子阱个数大于或等于1，且量子垒Alx2Iny2Ga1‑x2‑y2N的禁带宽度大于量子阱Alx1Iny1Ga1‑x1‑y1N的禁带宽度；所述超晶格层为两种不同单元层交替生长且呈周期性变化的多层膜，总厚度为1nm～10nm。

公开(公告)号：CN105870274A

公开(公告)日：2016-08-17

申请号：CN201610260332.2

申请日：2016-04-22

Applicant: 河北工业大学

Inventor： 张紫辉 ,  张勇辉 ,  毕文刚 ,  徐庶 ,  耿翀

IPC: H01L33/06 ,  H01L33/32 ,  H01L33/00 ,  H01L21/205

CPC classification number: H01L33/06 ,  H01L21/0254 ,  H01L21/0262 ,  H01L33/0075 ,  H01L33/32

Abstract: 本发明一种屏蔽量子阱中极化场效应的发光二极管外延结构，涉及至少有一个电位跃变势垒或表面势垒的专门适用于光发射的半导体器件，该结构由下到上依次排列包括：衬底、缓冲层、非掺杂半导体材料层、掺杂N型半导体材料层、多量子阱层、P型电子阻挡层和P型半导体材料，其中在多量子阱层中通过量子垒中组份渐变的结构来实现量子垒中产生极化体电荷，从而会起到屏蔽量子阱区极化场的作用，克服了屏蔽量子阱区极化场效应的现有技术存在屏蔽量子阱区极化场的工艺复杂、效果不明显和影响空穴传输的缺陷。

公开(公告)号：CN119744044A

公开(公告)日：2025-04-01

申请号：CN202411920237.1

申请日：2024-12-25

Applicant: 河北工业大学

Inventor： 张紫辉 ,  张勇辉

IPC: H10H20/816 ,  H10H20/84 ,  H10H29/10 ,  H10F55/00

Abstract: 本发明为一种可实现载流子循环注入的DUV LED光电集成器件。由横向集成的SBD和DUV LED组成，所述SBD沿着外延生长方向依次包括：衬底、缓冲层、N‑AlxGa1‑xN层、本征AlyGa1‑yN吸收层，以及第一N‑欧姆电极和肖特基电极；所述DUV LED沿着外延生长方向依次包括：衬底、缓冲层、N‑AlxGa1‑xN层、本征AlyGa1‑yN吸收层、N‑半导体传输层、多量子阱层、P型电子阻挡层、P‑半导体传输层，以及第二N‑欧姆电极和P‑欧姆电极。本发明可以实现光电转换功能，使空穴循环注入LED，提高注入效率；在交流电的驱动下，进行低发热、低功耗工作；同时，本发明属于同质集成，工艺流程简单，成本较低。

公开(公告)号：CN119698140A

公开(公告)日：2025-03-25

申请号：CN202411961093.4

申请日：2024-12-30

Applicant: 河北工业大学

Inventor： 张勇辉 ,  刘建宇 ,  张紫辉

IPC: H10H20/812 ,  H10H20/01 ,  H10H20/825 ,  B82Y20/00

Abstract: 本发明为一种具有图案化光子吸收结构的深紫外发光二极管及其制备方法。该二极管由下至上依次包括衬底、AlN缓冲层、N‑型AlGaN层；其中，N‑型AlGaN层一侧部分暴露，未暴露部分的N‑型AlGaN层的上表面从下到上依次覆盖有多量子阱层、P‑型电子阻挡层、P‑型AlGaN层、P‑型GaN层；P‑型GaN层的上表面阵列分布有氧化物纳米结构；P‑型欧姆接触层覆盖在氧化物纳米结构、P‑型GaN层上，也形成具有阵列分布结构；金属反射镜层覆盖在P‑型欧姆接触层上。本发明提高了深紫外LED的空穴注入效率，抑制了被吸收的光转换成热能。

公开(公告)号：CN114373805A

公开(公告)日：2022-04-19

申请号：CN202210034717.2

申请日：2022-01-13

Applicant: 河北工业大学

Inventor： 张紫辉 ,  黄福平 ,  楚春双 ,  张勇辉

IPC: H01L29/872 ,  H01L29/20 ,  H01L29/06

Abstract: 本发明为一种具有极化p型掺杂的[0001]晶向的铝镓氮场环终端的肖特基势垒二极管结构。该器件结构沿外延生长方向依次包括：欧姆接触电极、N+衬底、N‑漂移层；N‑漂移层上分布有2～10个半径不同的同心Alx→0Ga1‑x→1N场环；最外侧Alx→0Ga1‑x→1N场环的內缘以及里侧Alx→0Ga1‑x→1N场环上覆盖有欧姆接触电极，欧姆接触电极上以及Alx→0Ga1‑x→1N场环之间的沟槽内为肖特基电极。本发明能够有效地提高器件击穿电压并且不会造成器件正向特性退化，制备方法操作性强，成本低，工艺简单可靠，适于工业上的推广使用。

公开(公告)号：CN114267747A

公开(公告)日：2022-04-01

申请号：CN202111569085.1

申请日：2021-12-21

Applicant: 河北工业大学

Inventor： 张紫辉 ,  刘祖品 ,  楚春双 ,  张勇辉

IPC: H01L31/102 ,  H01L31/112 ,  H01L31/18

Abstract: 本发明为一种具有金属栅结构的Ga2O3/AlGaN/GaN日盲紫外探测器及其制备方法。所述的探测器结构为以下两种：第一种，由下至上依次包括衬底、缓冲层、沟道层、势垒层；势垒层中部上覆盖有吸收层；吸收层上为金属层；或者，第二种，由下至上依次包括衬底、缓冲层、沟道层、势垒层；势垒层中部上覆盖有吸收层；吸收层上表面和侧面均覆盖有第二绝缘层，第二绝缘层的上表面为金属层。本发明的暗电流量级为10‑15，低暗电流可以降低探测器的功耗，提高灵敏度，从而大大增强对信号的识别能力，并且工艺简单可靠，可重复性强，生产成本低，适于产业推广，可应用于紫外探测领域。

公开(公告)号：CN113594329A

公开(公告)日：2021-11-02

申请号：CN202110863744.6

申请日：2021-07-29

Applicant: 河北工业大学 ,  东旭集团有限公司

Inventor： 张紫辉 ,  张沐垚 ,  李青 ,  张勇辉 ,  杭升 ,  郑权

IPC: H01L33/44 ,  H01L33/14 ,  H01L27/15 ,  H01L33/00

Abstract: 本发明为一种抑制SRH非辐射复合的MicroLED器件及制备方法。该器件的外延结构沿着外延生长方向依次包括衬底、缓冲层、第一N‑型半导体材料层和第二N‑型半导体材料层；第二N‑型半导体材料层上依次覆盖有多量子阱层、P‑型电流阻挡层、P‑型半导体材料传输层；每个P‑型半导体材料传输层的中心覆盖有P‑型重掺杂半导体材料传输层；P‑型半导体材料传输层上的非P‑型重掺杂半导体材料传输层区域，覆盖有绝缘限制层，绝缘限制层和半导体材料传输层的上表面，为电流扩展层。本发明可实现更好的电流限制作用，降低MicroLED器件侧壁缺陷引起的SRH非辐射复合，提高器件的空穴注入效率和外量子效率(EQE)。

公开(公告)号：CN112909076A

公开(公告)日：2021-06-04

申请号：CN202110167937.8

申请日：2021-02-07

Applicant: 河北工业大学

Inventor： 张紫辉 ,  黄福平 ,  张勇辉 ,  楚春双

IPC: H01L29/06 ,  H01L29/24 ,  H01L29/872

Abstract: 本发明为一种具有P型氧化镍材料的混合式肖特基势垒二极管结构。该结构包括：底部欧姆接触电极、N+衬底、N‑漂移层、沟槽、P型层、场板介质层、场板金属和肖特基接触电极，所述的N‑漂移层为台阶结构，通过在台面两侧选区生长p‑NiO材料来替代P型宽禁带半导体材料，从而可以很好地解决现阶段宽禁带半导体材料关于P型外延生长工艺和离子注入技术不成熟的问题。本发明可操作性强，成本低，工艺简单可靠，适于工业上的推广使用。