[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

本發明公開了一種紫外LED芯片外延結構，其包括：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。本發明還公開了上述紫外LED芯片外延結構的制備方法以及應用上述外延結構的LED芯片。實施本發明，可有效降低紫外LED芯片的全反射效應，提升光效。

技術領域

本發明涉及光電子制造技術領域，尤其涉及一種紫外LED芯片外延結構及其制備方法、芯片。

背景技術

紫外LED芯片是一種新型的固態紫外光源，相對于傳統的紫外汞燈，紫外LED具有體積小、重量輕、功耗低、壽命長、環境友好、發光波長連續可調等諸多方面的優點，因此，在紫外相關應用領域獲得了廣泛關注，尤其是在消毒領域。

然而，由于紫外光的能階高，容易被其他材質所吸收，且容易發生全反射，因此相對于其他波段的光源，外部效能差，亮度低很多。因此一直無法完全取代汞燈所發出的紫光。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種紫外LED芯片外延結構，其可有效提升紫外LED芯片的光效。

本發明還要解決的技術問題在于，提供一種上述紫外LED芯片外延結構的制備方法。

本發明還要解決的技術問題在于，提供一種LED芯片。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種紫外LED芯片外延結構，其包括：

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。

作為上述技術方案的改進，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。

作為上述技術方案的改進，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。

作為上述技術方案的改進，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。

相應的，本發明還公開了一種上述的紫外LED芯片外延結構的制備方法，其包括：

(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。

作為上述技術方案的改進，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。