[發(fā)明專利]一種垂直結(jié)構(gòu)深紫外發(fā)光二極管及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011216444.0
• 申請(qǐng)日: 2020-11-04
• 公開（公告）號(hào): CN112310255A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔志勇;尉尊康;李勇強(qiáng);郭凱;薛建凱;張向鵬;張曉娜;王雪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西中科潞安紫外光電科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/22
• 分類號(hào): H01L33/22;H01L33/24;H01L33/38;H01L33/00
• 代理公司: 北京和信華成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 張宏偉

本發(fā)明涉及一種垂直結(jié)構(gòu)深紫外發(fā)光二極管及其制備方法，所述制備方法包括以下步驟：(1)、去除掉深紫外發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)的P?GaN層(107)的部分區(qū)域的全部或一部分；(2)、在P?GaN層(107)的表面沉積一層反射層(201)；(3)、在反射層(201)的表面沉積一層粘合金屬層(202)；(4)、在粘合金屬層(202)上結(jié)合一層導(dǎo)電基板層(301)；(5)、去除掉深紫外發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)的N?AlGaN層(104)下面的所有層，使N?AlGaN層(104)裸露在最外層；(6)、在N?AlGaN層(104)的部分表面上制作電極金屬層(401)且使電極金屬層(401)的位置與P?GaN層(107)的所述部分區(qū)域相對(duì)應(yīng)。其可以解決現(xiàn)有技術(shù)中光提取效率低、電流橫向擴(kuò)展差的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種深紫外發(fā)光二極管及其制備方法，更具體地，涉及一種垂直結(jié)構(gòu)深紫外發(fā)光二極管及其制備方法。

背景技術(shù)

AlGaN基深紫外發(fā)光二極管是一種新型的固態(tài)紫外光源，相較于傳統(tǒng)汞燈電源紫外光源，具有發(fā)光波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)、壽命長(zhǎng)、體積小等諸多優(yōu)勢(shì)。因此，AlGaN基深紫外發(fā)光二極管已經(jīng)在一些對(duì)光功率需求較小的應(yīng)用場(chǎng)景替代汞燈，但在水消毒等功率要求高的應(yīng)用上還無(wú)法取代汞燈。

目前，產(chǎn)品級(jí)的深紫外發(fā)光二極管外量子效率只有5％左右，這也限制了在市場(chǎng)上的推廣和應(yīng)用。導(dǎo)致深紫外發(fā)光二極管外量子效率低的一個(gè)主要因素是非常低的光提取效率。為了增加AlGaN基深紫外發(fā)光二極管中空穴的注入效率，現(xiàn)有的主流技術(shù)是采用P型GaN作為空穴注入層，而P型GaN對(duì)深紫外波段的光透過(guò)率極低，這也導(dǎo)致了目前非常低的光提取效率。

鑒于以上原因，目前大部分的AlGaN基深紫外發(fā)光二極管為倒裝結(jié)構(gòu)，在藍(lán)寶石底部出光，同時(shí)也解決了藍(lán)寶石散熱差的問(wèn)題。

但是，倒裝結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管仍然為電極在同一側(cè)的橫向結(jié)構(gòu)，這使得電流在N型層橫向流動(dòng)不等距，會(huì)出現(xiàn)局部電流擁堵的情況，為了解決這一問(wèn)題，已有人開始垂直結(jié)構(gòu)深紫外發(fā)光二極管的研究。

垂直結(jié)構(gòu)深紫外發(fā)光二極管從N型面出光，再配合表面粗化等技術(shù)，可顯著提高光提取效率，但是還是無(wú)法解決P-GaN對(duì)深紫外光強(qiáng)吸收的問(wèn)題。因此，如何降低或緩解P-GaN對(duì)深紫外光強(qiáng)吸收同時(shí)又不影響電流橫向擴(kuò)展是目前亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)缺陷，迫切需要研制一種新型的垂直結(jié)構(gòu)深紫外發(fā)光二極管。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供一種垂直結(jié)構(gòu)深紫外發(fā)光二極管及其制備方法，其可以解決現(xiàn)有技術(shù)中光提取效率低、電流橫向擴(kuò)展差的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種垂直結(jié)構(gòu)深紫外發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、去除掉深紫外發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)的P-GaN層的部分區(qū)域的全部或一部分；

(2)、在所述P-GaN層的表面沉積一層反射層；

(3)、在所述反射層的表面沉積一層粘合金屬層；

(4)、在所述粘合金屬層上結(jié)合一層導(dǎo)電基板層；

(5)、去除掉所述深紫外發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)的N-AlGaN層下面的所有層，使所述N-AlGaN層裸露在最外層；

(6)、在所述N-AlGaN層的部分表面上制作電極金屬層，且使所述電極金屬層的位置與所述P-GaN層的所述部分區(qū)域相對(duì)應(yīng)。

優(yōu)選地，其中，所述步驟(1)中，先通過(guò)光刻技術(shù)在所述P-GaN層的部分區(qū)域的表面制備一定的圖形，再利用刻蝕技術(shù)蝕刻掉所述P-GaN層上的制備了所述圖形的部分。