[發明專利]一種紫外LED芯片外延結構及其制備方法、芯片

在審

• 申請號: 202010440904.1
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111564544A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 仇美懿;莊家銘
• 申請（專利權）人: 佛山市國星半導體技術有限公司
• 主分類號: H01L33/44
• 分類號: H01L33/44;H01L33/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 胡楓;李素蘭

1.一種紫外LED芯片外延結構，其特征在于，包括：

襯底；

設于所述襯底上的外延層；所述外延層包括依次設于襯底上的第一半導體層、有源層和第二半導體層；

設于所述第二半導體層上的折射層；

設于所述折射層上的電流擴展層；

所述折射層的折射率小于所述第二半導體層的折射率。

2.如權利要求1所述的紫外LED芯片外延結構，其特征在于，所述折射層通過氧等離子體氧化所述第二半導體層形成，并通過退火摻雜所述電流擴展層中的金屬元素。

3.如權利要求1所述的紫外LED芯片外延結構，其特征在于，所述折射層由GaO、Ga₂O、Ga₂O₃或MgO中的一種或多種制成；

所述電流擴展層中至少包括Si、Ti、Sn、Zn、Ge、Cu、Ni、Au或Ru中的一種。

4.如權利要求1所述的紫外LED芯片外延結構，其特征在于，所述折射層的厚度為1～20nm，折射率為1.75～2.2，能階為4.2～5.1eV，本質波長為245～280nm，電子遷移率為400～1000m²/(V·s)；

所述電流擴展層的厚度為10～50nm。

5.一種如權利要求1～4任一項所述的紫外LED芯片外延結構的制備方法，其特征在于，包括：

(1)提供一襯底；

(2)在所述襯底上形成外延層；所述外延層依次包括第一半導體層、有源層和第二半導體層；

(3)在所述第二半導體層上形成折射層；

(4)在所述折射層上形成電流擴展層，得到紫外LED芯片外延結構成品。

6.如權利要求5所述的紫外LED芯片外延結構的制備方法，其特征在于，步驟(2)包括：

(2.1)在所述襯底上依次形成第一半導體層、有源層和第二半導體層，得到外延層；

(2.2)將帶有外延層的襯底依次采用511清洗劑、BOE清洗劑、丙酮和異丙醇進行清洗。

7.如權利要求5所述的紫外LED芯片外延結構的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，采用等離子清洗機對所述第二半導體層進行處理，以形成折射層；其中，DC功率為30～100W，RF功率為80～150W；工作氣體為O₂，工作氣體流量為30～50sccm；清洗時間為5～20min。

8.如權利要求5所述的紫外LED芯片外延結構的制備方法，其特征在于，步驟(4)包括：

(4.1)在所述折射層上形成電流擴展層；

(4.2)在450～600℃退火10～30min，即得到紫外LED芯片外延結構成品。

9.一種LED芯片，其特征在于，其包括如權利要求1～4任一項所述的紫外LED芯片外延結構。

10.如權利要求9所述的LED芯片，其特征在于，所述LED芯片為正裝LED芯片、倒裝LED芯片或垂直LED芯片。