[發明專利]提高紫外發光二極管出光效率的方法

無效

• 申請號: 201210162627.8
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN102655194A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 董鵬;王軍喜;閆建昌;張逸韻;孫莉莉;曾建平;李晉閩
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 湯保平

技術領域

本發明屬于半導體技術領域，特別是涉及一種提高紫外發光二極管出光效率的方法。

背景技術

氮化物基發光二極管以其具有高效、節能、環保、壽命長、體積小、低電壓和響應快等優點，在世界范圍內獲得廣泛的發展。發光波長在210-365nm的紫外發光二極管以其高調制頻率、低噪聲、無汞、環保和高殺菌潛力等優點，在在殺毒消菌、生物醫藥、照明、高密度儲存、安全保密和通信等領域應用具有廣泛應用前景。目前，紫外發光二極管的光提取效率比較低。較低的光提取效率嚴重限制了紫外發光二極管的光輸出功率。通過對藍寶石背面的粗化可以提高倒裝結構紫外發光二極管的出光效率，但是由于在藍寶石襯底上粗化相對比較困難，不能簡單方便的進行粗化。本發明提出一種提高紫外發光二極管出光效率的粗化方法，通過這種方法不但大大減少了藍寶石背面的全反射，通過粗化的表面有效的增加出光效率。這種方法簡單方便易行，與傳統LED工藝相兼容，具有廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于，提供提高紫外發光二極管出光效率的方法，該方法簡單方便易行，與傳統LED工藝相兼容。

本發明提供一種提高紫外發光二極管出光效率的方法，包括如下步驟：

步驟1：一紫外發光二極管外延片；

步驟2：在紫外發光二極管外延片的藍寶石襯底的背面生長一氮化物層；

步驟3：將氮化物層的表面粗化，完成制備。

其中紫外發光二極管外延片的藍寶石襯底為單拋或雙拋的藍寶石襯底。

其中紫外發光二極管外延片的藍寶石襯底背面生長一氮化物層之前，先將藍寶石襯底減薄、拋光。

其中藍寶石襯底減薄至50μm-450μm的厚度。

其中氮化物層為Al_xGa_1-xN，其中0≤x≤1。

其中氮化物層是一層、兩層或多層，其總厚度為100nm-10000nm。

其中生長氮化物層的方法為氣相沉積法、液相生長法、濺射生長法、分子束外延或脈沖原子層沉積法。

其中對氮化物層的表面粗化是采用干法刻蝕或濕法腐蝕的方法。

其中氮化物層粗化后的表面形貌是任意的無規則型或有規則的形狀。

其中紫外發光二極管發光波長范圍為210nm-365nm。

本發明與現有技術相比，具有簡單方便易行，與傳統的發光二極管工藝相兼容等優點，在紫外發光二極管領域具有廣闊的應用前景。

附圖說明

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例及附圖詳細說明如后，其中：

圖1是倒置的紫外發光二極管的藍寶石襯底背面的氮化物層粗化后的剖面圖。

具體實施方式

請參閱圖1所示，本發明提供一種提高紫外發光二極管出光效率的方法，包括如下步驟：

步驟1：一紫外發光二極管外延片10，該外延片為采用MOCVD或MBE法外延生長在藍寶石襯底101上的外延片，該外延片的外延層部分主要包括低溫緩沖層、高溫模板層、N行層、多量子阱有源區、電子阻擋層和P型層；

步驟2：在紫外發光二極管外延片10的藍寶石襯底101的背面生長一氮化物層11；

步驟3：將氮化物層11的表面粗化，完成制備。

所述的紫外發光二極管發光波長范圍為210nm-365nm。

所述的氮化物層11為Al_xGa_1-xN，其中0≤x≤1，Al組份x的選擇要合適，以使該氮化物層不吸收多量子阱有源區中發出的光，即氮化物層11的Al組分要高于多量子阱有源區中的Al組分。

所述的氮化物層11是一層、兩層或多層，其總厚度為100nm-10000nm。

所述的紫外發光二極管外延片10的藍寶石襯底101為單拋或雙拋的藍寶石襯底。

所述的藍寶石襯底101的背面生長一氮化物層11之前，先將藍寶石襯底101減薄、拋光；藍寶石襯底101減薄拋光后的厚度為50μm-400μm。

所述的氮化物層11的生長方法為氣相沉積法、液相生長法、濺射生長法、分子束外延或脈沖原子層沉積法。

所述的氮化物層11的表面粗化采用干法刻蝕或濕法腐蝕的方法，例如：采用金屬自組裝、氯化銫自組裝、聚苯乙烯小球、二氧化硅小球或光刻膠等為掩膜干法刻蝕或濕法腐蝕的方法粗化氮化物層11的表面。