[實用新型]一種具有倒裝芯片結構的紫外AlInGaN發光二極管

有效

• 申請號: 202023173727.X
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN213988913U
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 至芯半導體（杭州）有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/14;H01L33/12;H01L33/32
• 代理公司: 北京華創智道知識產權代理事務所(普通合伙) 11888
• 代理人: 彭隨麗

本實用新型公開了一種具有倒裝芯片結構的紫外AlInGaN發光二極管。隨著AlInGaN發光二極管Al組分的提高，波長也會逐漸降低，同時TE模出光占主導的出光方式轉變成TM模出光占主導，為了提高TM模的出光效率，本實用新型在N型電極區和邊緣電極區，設置鈍化層，在鈍化層區域形成倒梯形結構的反射金屬區，倒梯形結構區域設置有對紫外光有強反射效率的金屬，量子阱中產生的TM光能夠經過強反射金屬層反射出來，極大地提升了TM模出光效率，從而提高了整個紫外AlInGaN發光二極管的發光強度。

技術領域

本實用新型涉及一種發光二極管，具體涉及一種具有倒裝芯片結構的紫外AlInGaN發光二極管。

背景技術

自然界的紫外光有很強的使用價值，比如說UVA波段的紫外固化功能，UVB波段的紫外醫療功能，UVC波段的紫外殺菌功能。然而自然界的紫外光比較難收集利用，并且因為大氣層的吸收，地球上UVC波段幾乎不存在。所以，為了更好地利用紫外光的價值，紫外發光二極管的研發和生產最近成了半導體領域的熱門。

紫外發光二極管是指波長100nm到365nm之間的發光二極管，在固化、殺菌消毒、醫療、生化檢測和保密通訊等領域有重大應用價值。與汞燈紫外光源相比，基于氮化鋁鎵(AlInGaN)材料的深紫外發光二極管具備堅固、節能、壽命長、無汞環保等優點，正逐步滲入汞燈的傳統應用領域。同時，深紫外發光二極管的獨特優勢又激發了許多新的消費類電子產品應用，如白色家電的消毒模塊、便攜式水凈化系統、手機消毒器等，從而展現出廣闊的市場前景，成為全球研究熱點。

目前紫外發光二極管主要采用AlInGaN作為主要生長材料，利用CVD外延生長方法生長出所需要的發光結構。最基本的結構包含AlInGaN緩沖層，AlInGaN非摻層，n型AlInGaN層，AlInGaN量子阱層，AlInGaN電子阻擋層，以及P型AlInGaN層。隨著波長變短，AlInGaN量子阱層的Al組分越高。但是隨著AlInGaN量子阱層Al組分的逐漸變高，由TE模主導的出光模式變成了由TM模主導。而由于TM模紫外光在材料內部會形成強烈的吸收，不被提取出來，導致紫外光的出光效率急劇下降。

目前AlInGaN發光二極管的發光效率較低，20milx20mil的芯片在100mA驅動電流下發光亮度約10mW，發光效率低導致殺菌效率也偏低，極大地限制了紫外光的使用場景。

基于以上原因，本實用新型提供了一種具有倒裝芯片結構的紫外AlInGaN發光二極管，提高紫外AlInGaN發光二極管TM模出光效率，目的是使TM方向的光能夠得到充分的反射，并很好地提取出來，提升AlInGaN發光二極管的性能。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服傳統AlInGaN量子阱中發出的紫外光TM模出光效率差的問題，采用倒梯形紫外光高反射率金屬層對AlInGaN量子阱中發出的紫外光進行反射提取，極大地提高TM模出光效率。

本實用新型通過以下方式實現：

一種具有倒裝芯片結構的紫外AlInGaN發光二極管，包括如下結構：

藍寶石圖形襯底；

所述藍寶石圖形襯底上為非摻雜的AlInGaN層；

所述非摻雜的AlInGaN層上為第一N型AlInGaN層：所述第一N型AlInGaN層上還有第二N型AlInGaN層；

所述第二N型AlInGaN層上為AlInGaN多量子阱層；

所述AlInGaN多量子阱層上為AlInGaN電子阻擋層；

所述電子阻擋層上為P型AlInGaN接觸層；

所述第二N型AlInGaN層～P型AlInGaN接觸層形成的層疊結構的一側具有中心N電極區域，另一側為邊緣N電極區域；