[發明專利]一種具有P面反射電極結構的深紫外LED及其制備方法

有效

• 申請號: 202011418472.0
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN113257973B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 陳芳;莫春蘭;吳小明;夏邦美;李新華;陶喜霞;蔣愷;江風益
• 申請（專利權）人: 南昌大學;南昌硅基半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L33/40
• 分類號: H01L33/40;H01L33/36;H01L33/00
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 張文

本發明公開了一種具有P面反射電極結構的深紫外LED及其制備方法，所述LED結構包括永久基板、邦定金屬層、P面反射電極、P面鈍化層、外延層、N面電極和N面鈍化層，其中：所述P面反射電極首先在所述P型摻雜層表面制備Ni層，所述Ni層需在氧氣氛圍下進行快速合金形成歐姆接觸；然后在所述Ni層表面依次制備Al層、Ti層、Ag層。所述P面反射電極結構由Ni、Al、Ti、Ag疊層形成，所述Ti層厚度較薄，可以確保腐蝕Ag的同時能腐蝕Ti；Ti層可以有效抑制Al易氧化，同時可以避免Al層和Ag層之間易擴散最終降低芯片光電性能這一問題。本發明提出一種具有P面反射電極結構的深紫外LED，能保證P面反射電極具有抗氧化性能，最終獲得高光效深紫外LED。

技術領域

本發明涉及發光二極管領域，尤其是涉及一種具有P面反射電極結構的深紫外LED及其制備方法。

背景技術

深紫外LED是一種新興LED芯片，深紫外LED的發光波長在260～400nm，隨著人們生活質量要求的逐漸提高，LED照明中用于殺菌、消毒的深紫外LED器件受到廣泛關注，因此被認為具有廣泛的應用前景。

目前現有的深紫外LED芯片多采用GaN基半導體制成，但由于GaN材料的折射系數大，導致光出射角度小，大幅降低了光提取效率，降低了深紫外LED芯片的亮度，尤其是深紫外的波長較短，導致全反射效應更加明顯，光提取效率更低。

Al是紫外波段反射率最高的金屬，在該波段Al金屬的反射率可以到93%左右，但是采用Al作為P面反射電極，Al容易被氧化，導致LED芯片電壓高；若采用NiAlAg作為P面反射電極，雖然可以解決NiAl電極中Al易被氧化導致電壓高的問題，但是Al和Ag之間容易發生互擴散，在芯片的表面會產生二者生產的絮狀化合物，依然會導致LED芯片電壓高，另外絮狀化合物會降低表面光反射率，最終影響LED芯片的光效，同時影響芯片的外觀，降低產品良率；如果采用NiAlTiAu作為P面反射電極，如果采用濕法腐蝕，腐蝕Au的腐蝕液也會腐蝕Ni層、Al層、Ti層，如果采用剝離工藝，其中的Al層會被堿性的去膠液腐蝕，綜上，NiAlTiAu作為P面反射電極，工藝難以實現。

因此，徹底解決NiAl電極易被氧化，制備具有抗氧化性能的P面反射電極是高光效深紫外（UVC）LED芯片的關鍵技術。

發明內容

為解決深紫外LED NiAl結構的P面電極易氧化這一難題，本發明的第一個目的在于提一種具有P面反射電極結構的深紫外LED結構，以獲得高光效深紫外LED芯片。

本發明的第二個目的在于提供一種具有P面反射電極結構的深紫外LED的制備方法，該制備方法是在NiAlAg中的Al和Ag之間插入薄層的Ti層，構成NiAlTiAg結構，該NiAlTiAg結構在抑制Al氧化的同時能阻止Al和Ag之間的互擴散，工藝簡單。

本發明的第一個目的是這樣實現的：

一種具有P面反射電極結構的深紫外LED，所述LED由下至上依次包括：基板、金屬層、P面反射電極、P面鈍化層、P型摻雜層、有源區、N型摻雜層、N面電極和N面鈍化層；特征是：所述P面反射電極結構由上至下依次包括Ni層、Al層、Ti層、Ag層，所述Ni層厚度為0.1nm-10nm，所述Al層厚度為100nm-300nm，所述Ti層厚度為0.2nm-7nm，所述Ag層厚度為100nm-300nm。

本發明的第二個目的是這樣實現的：

一種具有P面反射電極結構的深紫外LED的制備方法，特征是：具體步驟如下：

A、提供襯底；

B、在所述襯底上依次生長N型摻雜層，有源區，P型摻雜層；

C、在所述P型摻雜層15%-25% 的表面形成P面鈍化層；

D、在所述P型摻雜層15%-25%的表面和P面鈍化層的表面形成P面反射電極；