[發明專利]一種高出光效率的深紫外發光二極管芯片及其制備方法

在審

• 申請號: 201610031553.2
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105679910A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 王帥;陳景文;何炬;戴江南;陳長清
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01L33/40
• 分類號: H01L33/40;H01L33/20;H01L33/00
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 胡里程

1.一種高出光效率的倒裝深紫外發光二極管芯片，其特征在于：該芯片結構 從下向上的順序依次為厚度為0.3-0.5倍于芯片邊長的c面藍寶石襯底、低溫 AlN成核層、PALEAlN緩沖層、高溫AlN本征層、n型Al_xGa_1-xN層、 Al_yGa_1-yN/Al_zGa_1-zN多量子阱層、p型Al_uGa_1-uN電子阻擋層、p型GaN層、 Ni/Al紫外光高反射率電極層，c面藍寶石襯底背面設有Al薄膜。

2.如權利要求1所述的高出光效率倒裝深紫外發光二極管芯片，其特征在于： 所述襯底背面的Al薄膜厚度為1-10納米。

3.如權利要求1所述的高出光效率倒裝深紫外發光二極管芯片，其特征在于： 所述Ni/Al電極材料，Ni材料厚度為1-5納米，Al材料厚度為100-300納米。

4.如權利要求1所述的高出光效率倒裝深紫外發光二極管芯片，其特征在于： 所述p型GaN厚度為1-20納米。

5.一種高出光效率的倒裝深紫外發光二極管芯片的制備方法，其特征在于， 包括如下步驟：

(1)在c面藍寶石襯底上，利用MOCVD工藝，將所述襯底溫度降低為 600℃，生長低溫AlN成核層；

(2)在所述低溫AlN成核層上，將生長溫度升高到1050℃，生長PALEAlN 緩沖層；

(3)在所述的PALEAlN緩沖層上，將生長溫度升高到1300℃，生長高溫 AlN本征層；

(4)在所述高溫AlN本征層上，將生長溫度保持在1150℃，生長n型 Al_xGa_1-xN層；

(5)在所述n型Al_xGa_1-xN層上，將生長溫度保持在1150℃，生長 Al_yGa_1-yN/Al_zGa_1-zN多量子阱層；

(6)將生長溫度保持在1150℃，在所述Al_yGa_1-yN/Al_zGa_1-zN多量子阱層上， 生長p型Al_uGa_1-uN電子阻擋層；

(7)將生長溫度保持在1050℃，在所述p型Al_uGa_1-uN電子阻擋層上生 長p型GaN層，形成深紫外發光二極管外延片；

(8)在所述p型GaN層上光刻出p型電極的圖形，然后利用電子束蒸發 設備在p型電極圖形區沉積Ni/Al金屬層，并快速退火形成紫外光高反射率p 型電極；

(9)在所述制作完成紫外光高反射率p型電極后的外延片上，利用 ICP/RIE設備刻蝕至n型Al_xGa_1-xN層，并在n型Al_xGa_1-xN層臺面上光刻出n 型電極的圖形；

(10)在所述刻有n型電極圖形的外延片上沉積金屬層，并在快速退火形 成n型電極；

(11)利用光刻膠保護p型和n型電極后，使用PECVD設備蒸鍍SiO₂鈍化層；

(12)在所述完成蒸鍍SiO₂鈍化層外延片上，把藍寶石減薄到特定厚度、 劃片，形成倒裝深紫外發光二極管芯片；

(13)在所述倒裝深紫外發光二極管芯片藍寶石面，利用電子束蒸發設備 蒸鍍Al薄膜，形成高出光效率的深紫外發光二極管。