[發(fā)明專利]一種紫外LED芯片結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010761695.0
• 申請(qǐng)日: 2020-07-31
• 公開（公告）號(hào): CN111769187B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周啟航
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佛山紫熙慧眾科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/14
• 分類號(hào): H01L33/14;H01L33/06;H01L33/32
• 代理公司: 佛山市海融科創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44377
• 代理人: 陳志超;唐敏珊

本發(fā)明公開了一種紫外LED芯片結(jié)構(gòu)，包括由下至上依次設(shè)置的n型層、有源區(qū)多量子阱和p型層，在p型層的上表面設(shè)置一層AlN/AlGaN空穴電流擴(kuò)展異質(zhì)結(jié)構(gòu)；本技術(shù)方案中，通過在p型層上表面外延一層AlN/AlGaN空穴電流擴(kuò)展異質(zhì)結(jié)構(gòu)，可利用該異質(zhì)結(jié)構(gòu)形成的溝道實(shí)現(xiàn)空穴的快速遷移，實(shí)現(xiàn)空穴在芯片平面內(nèi)的均勻分布，有效規(guī)避p型氮化物的較高電阻形成的電阻擁堵效應(yīng)，使空穴在芯片的各個(gè)角落得以均勻注入到紫外LED芯片的有源區(qū)多量子阱中，最終提高紫外LED芯片的內(nèi)部量子效率，推動(dòng)氮化物基紫外LED的效率提升與應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電子器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種紫外LED芯片結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

紫外發(fā)光二極管（light?emitting?diode，以下簡(jiǎn)稱LED），因其波長(zhǎng)短、光子能量高、光束均勻等優(yōu)點(diǎn)，在物理殺菌、高顯色指數(shù)的照明以及高密度光存儲(chǔ)等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。目前，大量的研究已經(jīng)在晶體質(zhì)量、高A1組分和短波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等技術(shù)方面取得了重要突破，成功制備300納米以下的深紫外LED器件，實(shí)現(xiàn)毫瓦級(jí)的功率輸出，并在可靠性方面取得很大進(jìn)展。

但是，現(xiàn)有的紫外LED的空穴在芯片平面內(nèi)的不均勻分布，導(dǎo)致p型氮化物因較高電阻形成的電阻擁堵效應(yīng)，限制了紫外LED芯片的內(nèi)部量子效率，在移動(dòng)程度上限制了氮化物基紫外LED的效率提升與應(yīng)用。

因此，現(xiàn)有的技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種紫外LED芯片結(jié)構(gòu)，旨在解決現(xiàn)有的紫外LED的空穴在芯片平面內(nèi)不均勻分布，導(dǎo)致p型氮化物因較高電阻形成的電阻擁堵效應(yīng)，限制紫外LED芯片內(nèi)部量子效率的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種紫外LED芯片結(jié)構(gòu)，其中，包括由下至上依次設(shè)置的n型層、有源區(qū)多量子阱和p型層，在p型層的上表面設(shè)置一層AlN/AlGaN空穴電流擴(kuò)展異質(zhì)結(jié)構(gòu)。

所述的紫外LED芯片結(jié)構(gòu)，其中，所述n型層為氮化物N型層。

所述的紫外LED芯片結(jié)構(gòu)，其中，所述p型層為氮化物p型層。

所述的紫外LED芯片結(jié)構(gòu)，其中，還包括襯底和緩沖層，所述襯底、緩沖層、n型層、有源區(qū)多量子阱、p型層由下至上依次設(shè)置。

所述的紫外LED芯片結(jié)構(gòu)，其中，所述AlN/AlGaN空穴電流擴(kuò)展異質(zhì)結(jié)構(gòu)外延在紫外芯片的氮化物p型層表面，其中AlGaN中的Al組分的質(zhì)量占整個(gè)AlN/AlGaN空穴電流擴(kuò)展異質(zhì)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的百分比介于0到30%之間。

所述的紫外LED芯片結(jié)構(gòu)，其中，所述AlN/AlGaN空穴電流擴(kuò)展異質(zhì)結(jié)構(gòu)在其異質(zhì)界面中形成空穴溝。

所述的紫外LED芯片結(jié)構(gòu)，其中，所述AlN/AlGaN空穴電流擴(kuò)展異質(zhì)結(jié)構(gòu)中AlN的厚度小于20nm大于3nm。

所述的紫外LED芯片結(jié)構(gòu)，其中，所述AlN/AlGaN空穴電流擴(kuò)展異質(zhì)結(jié)構(gòu)中AlGaN的厚度小于50nm大于5nm。

所述的紫外LED芯片結(jié)構(gòu)，其中，所述AlN/AlGaN空穴電流擴(kuò)展異質(zhì)結(jié)構(gòu)表面的金屬電極位于紫外LED芯片的表面邊緣處。

所述的紫外LED芯片結(jié)構(gòu)，其中，所述AlN/AlGaN空穴電流擴(kuò)展異質(zhì)結(jié)構(gòu)表面的金屬電極原子利用熱擴(kuò)散或者離子注入的方式擴(kuò)散進(jìn)入AlN/AlGaN空穴電流擴(kuò)展異質(zhì)結(jié)構(gòu)的溝道中。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過提供一種紫外LED芯片結(jié)構(gòu)，通過在p型層上表面外延一層AlN/AlGaN空穴電流擴(kuò)展異質(zhì)結(jié)構(gòu)，可利用該異質(zhì)結(jié)構(gòu)形成的溝道實(shí)現(xiàn)空穴的快速遷移，實(shí)現(xiàn)空穴在芯片平面內(nèi)的均勻分布，有效規(guī)避p型氮化物的較高電阻形成的電阻擁堵效應(yīng)，使空穴在芯片的各個(gè)角落得以均勻注入到紫外LED芯片的有源區(qū)多量子阱中，最終提高紫外LED芯片的內(nèi)部量子效率，推動(dòng)氮化物基紫外LED的效率提升與應(yīng)用。

附圖說明