[發明專利]一種深紫外發光二極管的制備方法和深紫外發光二極管

在審

• 申請號: 202310594041.7
• 申請日: 2023-05-24
• 公開（公告）號: CN116565075A
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 張毅;陳圣昌;岳金順;張駿
• 申請（專利權）人: 蘇州紫燦科技有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/06;H01L33/32
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 姜婷

本發明提供了一種深紫外發光二極管的制備方法和深紫外發光二極管，該制備方法包括：首先將雙通陽極氧化鋁模板轉移至一深紫外發光二極管外延結構中遠離襯底的一側表面上，其次在雙通陽極氧化鋁模板上形成抗刻蝕層，隨后剝離雙通陽極氧化鋁模板，再以抗刻蝕層為掩膜對深紫外發光二極管外延結構進行刻蝕，使深紫外發光二極管外延結構中的發光材料層形成量子點陣列，最后去除抗刻蝕層；本發明通過采用雙通陽極氧化鋁模板將深紫外發光二極管外延結構中的發光材料層制備成量子點陣列，實現了深紫外發光二極管在光輸出功率的較大提升。

技術領域

本發明涉及半導體光電領域，尤其涉及一種深紫外發光二極管的制備方法和深紫外發光二極管。

背景技術

深紫外發光二極管中，AlGaN是一種直接帶隙寬禁帶半導體材料，其禁帶寬度可通過改變Al元素的摻入量(從禁帶寬度為3.4eV的GaN到禁帶寬度為6.2eV的AlN連續可調)，以實現365nm到200nm光譜范圍內的發光，且具有物理化學性質穩定、耐高溫、抗輻照等優異性能，是當前制備半導體深紫外光源器件的最佳候選材料。而且，AlGaN基的深紫外發光二極管相比于傳統汞燈具有體積小、功耗低、環保安全和集成度高等諸多優勢，將有望在未來幾年取得突破性進展以及巨大應用，近年來受到越來越多的關注和重視。

然而，目前基于AlGaN材料的深紫外發光二極管的發光效率仍然較低，這是由于AlGaN材料為纖鋅礦結構，此結構沿著c方向的垂直晶格存在著自發極化和壓電極化，極化會在材料內部形成較大的極化電場。極化產生的電場會使得電子和空穴的波函數分離，降低波函數的重疊率，從而降低紫外發光二極管的發光效率。其中，AlGaN材料的壓電極化與薄膜內部應力有關，當材料受到應力作用時，此時c/a值(垂直晶格常數與底面晶格常數的比值)會發生變化，從而影響材料內部的極化強度。

因此，亟需一種深紫外發光二極管的制備方法和深紫外發光二極管以解決上述技術問題。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種深紫外發光二極管的制備方法和深紫外發光二極管，用于改善現有技術的深紫外發光二極管的發光效率較低的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明首先提供了一種深紫外發光二極管的制備方法，方法包括：

S10，將雙通陽極氧化鋁模板轉移至一深紫外發光二極管外延結構中遠離襯底的一側表面上；

S20，在雙通陽極氧化鋁模板上形成抗刻蝕層；

S30，剝離雙通陽極氧化鋁模板；

S40，以抗刻蝕層為掩膜對深紫外發光二極管外延結構進行刻蝕，使深紫外發光二極管外延結構中的發光材料層形成量子點陣列101；

S50，去除抗刻蝕層。

在本發明實施例所提供的深紫外發光二極管的制備方法中，步驟S10中，深紫外發光二極管外延結構包括由下至上層疊設置的襯底、本征層、電子注入層、量子阱有源層、電子阻擋層以及空穴注入層。

在本發明實施例所提供的深紫外發光二極管的制備方法中，步驟S10中，雙通陽極氧化鋁模板的厚度范圍為10～500nm，雙通陽極氧化鋁模板的孔徑范圍為2～50nm。

在本發明實施例所提供的深紫外發光二極管的制備方法中，步驟S20中，抗刻蝕層的材料包括金、鎳、氧化硅或者氮化硅中的至少一種。

在本發明實施例所提供的深紫外發光二極管的制備方法中，步驟S30中，通過高溫膠帶或者電鍍膠帶剝離雙通陽極氧化鋁模板。

在本發明實施例所提供的深紫外發光二極管的制備方法中，步驟S40中，發光材料層包括電子注入層、量子阱有源層、電子阻擋層以及空穴注入層。

在本發明實施例所提供的深紫外發光二極管的制備方法中，步驟S50之后還包括：采用強堿性溶液浸泡深紫外發光二極管外延結構。