[發明專利]深紫外發光二極管芯片及其制備方法

有效

• 申請號: 201811375706.0
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109524526B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 張爽;張會雪;王帥;戴江南;陳長清
• 申請（專利權）人: 華中科技大學鄂州工業技術研究院;華中科技大學
• 主分類號: H01L33/38
• 分類號: H01L33/38
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 黃君軍

1.一種深紫外發光二極管芯片，其特征在于，包括外延結構、位于所述外延結構上的P型金屬電極層，所述外延結構包括依次設置的襯底、AlN緩沖層、N-AlGaN層、發光層/電子阻擋層/P-GaN層；

所述N-AlGaN層、發光層/電子阻擋層/P-GaN層以及P型金屬電極層均開設有若干個孔洞，且相鄰兩層孔洞所在位置相互對應；

所述芯片還包括N型金屬電極層與導聯層，所述N型金屬電極層包括若干列電極柱，每列電極柱包括若干個子電極柱，所述子電極柱一一連接在所述N-AlGaN層的孔洞內，所述子電極柱的直徑小于所述孔洞的直徑；

相鄰兩個所述子電極柱的中心間距相等；

所述導聯層包括若干個連接柱，所述連接柱貫穿所述P型金屬電極層與所述子電極柱一一連接，所述導聯層還包括若干連接條，所述連接條連接在每列所述連接柱的頂端；

所述芯片還包括位于所述P型金屬電極層上方的二氧化硅鈍化層和位于所述二氧化硅鈍化層上方的兩塊焊盤金屬層，所述二氧化硅鈍化層上設有若干鏤空孔，P型金屬電極層上設有與所述鏤空孔對應的凸臺，該凸臺可穿過所述鏤空孔抵接在其中一塊所述焊盤金屬層的表面上；

在連接條的一端設置與另一塊所述焊盤金屬層電連接的連接點。

2.根據權利要求1所述的深紫外發光二極管芯片，其特征在于，所述子電極柱的高度低于所述N-AlGaN層的高度。

3.根據權利要求1所述的深紫外發光二極管芯片，其特征在于，所述N型金屬電極層包括5列電極柱，每列電極柱包括4個子電極柱，每個所述子電極柱的直徑為100~110μm；兩個相鄰所述孔洞之間的中心距離為140~155μm。

4.根據權利要求1所述的深紫外發光二極管芯片，其特征在于，所述N型金屬電極層中的金屬依次包括Ti/Al/Ti/Au，對應厚度依次為5nm/10nm/5nm/10nm；所述導聯層的金屬包括Cr 和Au，總厚度為300nm。

5.根據權利要求1所述的深紫外發光二極管芯片，其特征在于，所述襯底為c面藍寶石襯底，所述P-GaN層表面設有Ni層和Au層，其中，所述Ni層厚度為20nm，所述Au層厚度為50nm。

6.根據權利要求1所述的深紫外發光二極管芯片，其特征在于，所述N-AlGaN層的邊沿向內收縮形成預定厚度的臺階，所述預定厚度為600~800nm。

7.一種深紫外發光二極管芯片的制備方法，其特征在于，用于制備如權利要求1~6任一所述的深紫外發光二極管芯片，包括下列步驟：

S10：制作外延結構：生長外延結構，在外延結構上開設若干個孔洞；

S20：制作N型金屬電極層：蒸鍍N型金屬電極層并剝離形成若干列電極柱，退火第一預定時間；

S30：制作P型金屬電極層：蒸鍍P型金屬電極層并在所述P型金屬電極層上剝離形成與所述外延結構上孔洞對應的若干個孔洞，退火第二預定時間；

S40：制作導聯層：蒸鍍導聯層并剝離形成若干個連接柱。

8.根據權利要求7所述的深紫外發光二極管芯片的制備方法，其特征在于，所述步驟S20中第一預定時間為45s，退火溫度為750℃~850℃；所述步驟S30中第二預定時間為5min，退火溫度為500℃~550℃。

9.根據權利要求7所述的深紫外發光二極管芯片的制備方法，其特征在于，所述步驟S10中還包括以光刻膠為掩膜，在BCl₃和Cl₂的混合氣氛中采用等離子體在外延結構上蝕刻臺階結構。