一种紫外LED芯片制造技术

本申请公开了一种紫外LED芯片，该紫外LED芯片通过在衬底表面上生长外延结构，以及在所述外延结构的中间设置绝缘层和凹槽接触层，进而将完整的外延结构隔离成两种彼此绝缘的第一外延结构和第二外延结构，通过凹槽接触层将第一外延结构的N型氮化镓铝层引出，并且紫外LED芯片通过基板上的N电极、P电极和中间电极配合第一外延结构和第二外延结构分别形成了发光二极管和静电保护二极管，该静电保护二极管反向并联连接在发光二极管两端，为紫外LED芯片提供了一条静电释放的通道，减小了静电放电对紫外LED芯片的直接危害，增大了LED的正向电压和抗静电放电打击的强度，从而提高了紫外LED芯片的成品率和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种紫外LED芯片
本申请涉及LED芯片
，更具体地说，涉及一种紫外LED芯片。
技术介绍
随着紫外光源在生物医疗、杀菌清洁、印刷光刻、光固化生产以及通信探测等领域的广泛应用，其中，氮化物紫外LED在表现出优异输出性能的同时，还具有寿命长、冷光源、高效可靠、照射亮度均匀以及绿色安全无毒等优点，因此正在进一步取代传统紫外光源。现今主流的紫外LED芯片的剖面结构参考图1，包括衬底10和基板20，其中，所述衬底表面具有外延结构，所述外延结构包括位于所述衬底表面依次排列的氮化铝成核层11、超晶格层12、N型氮化镓铝层13、量子阱层14、电子阻挡层15、第一P型导电层16和第二P型导电层17；所述基板20表面具有布线层21、N电极23和P电极22；所述基板和衬底通过倒装共晶焊工艺组装，实现电极和外延结构的电连接；对于紫外LED芯片而言，所述第一P型导电层16通常为P型氮化镓铝层或P型氮化镓铝过渡层，所述第二P型导电层17通常为P型氮化镓层。这种紫外LED芯片在后期的欧姆接触层制备、蒸镀电极、倒装共晶焊以及钝化处理工艺等过程中，存在着功率型紫外LED芯片发热量大但散热不及时而导致的紫外LED芯片性能受限、金属基板上所设置的绝缘层散热性差以及存在着人体模式或机器模式下的静电放电危害的问题。因此，如何解决紫外LED芯片中存在的散热不良及静电放电危害问题成为该领域研发人员努力的方向。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供了一种紫外LED芯片，以解决紫外LED芯片中存在的散热不良及静电放电危害的问题。为解决上述技术问题，本技术实施例提供了如下技术方案：一种紫外LED芯片，包括：衬底；基于所述衬底表面依次生长的外延结构、以及在外延结构中设置的绝缘层和凹槽接触层；位于所述外延结构一侧背离所述衬底的基板，所述基板朝向所述衬底一侧表面设有布线层、P电极、N电极和中间电极；其中，所述外延结构包括：基于所述衬底表面依次生长的氮化铝成核层、超晶格层、N型氮化镓铝层、量子阱层、电子阻挡层、第一P型导电层、第二P型导电层、金属反射层和薄膜导电层；所述绝缘层位于所述外延结构的中部，用于隔离所述外延结构，并将所述外延结构分隔成第一外延结构和第二外延结构；所述凹槽接触层贯穿所述第一外延结构的一部分，与所述第一外延结构的N型氮化镓铝层电连接，与所述第一外延结构的其他结构绝缘，所述凹槽接触层设有一个背离所述绝缘层一侧的斜面；所述P电极与所述第一外延结构中的薄膜导电层电连接，所述N电极与所述第二外延结构的N型氮化镓铝层电连接，所述中间电极与所述凹槽接触层和所述第二外延结构中的薄膜导电层电连接。可选的，所述N型氮化镓铝层包括：第一N型氮化镓铝层和第二N型氮化镓铝层；其中，所述第二N型氮化镓铝层位于所述第一N型氮化镓铝层背离所述超晶格层一侧；所述第二N型氮化镓铝层的外延材料掺杂浓度小于所述第一N型氮化镓铝层的掺杂浓度；所述第二N型氮化镓铝层的外延层厚度小于所述第一N型氮化镓铝层的厚度。可选的，所述外延结构还包括：位于所述第一N型氮化镓铝层和第二N型氮化镓铝层之间的N型电子能量调节层；所述N型电子能量调节层的介电常数小于所述第一N型氮化镓铝层和第二N型氮化镓铝层的介电常数，且所述N型电子能量调节层的外延材料掺杂浓度大于所述第一氮化镓铝层和第二氮化镓铝层的掺杂浓度。可选的，还包括：覆盖所述第一外延结构和第二外延结构裸露台面和侧壁的钝化层；所述钝化层还具有第一连接部，所述第一连接部位于所述中间电极与所述第一外延结构之间以及所述凹槽接触层背离所述绝缘层一侧，以使所述凹槽接触层与所述第一外延结构中的第一N型氮化镓铝层电连接，且与所述第一外延结构的其他结构绝缘。可选的，所述第二N型氮化镓铝层的厚度为0.1μm±0.01μm，包括端点值。可选的，所述外延结构还包括：位于所述第二N型氮化镓铝层与所述量子阱层之间的电流扩展层。可选的，还包括：第一电极接触层和第二电极接触层；所述钝化层还包括第二连接部，其中，所述第一电极接触层贯穿所述第一外延结构的薄膜导电层，所述P电极通过所述第一电极接触层与所述第一外延结构的金属反射层电连接；所述第二电极接触层部分贯穿所述第二外延结构，所述N电极通过所述第二电极接触层与所述第二外延结构的第一N型氮化镓铝层电连接；所述第二连接部环形覆盖所述第二电极接触层侧壁，以使所述第二电极接触层与所述第二外延结构的其他结构绝缘。从上述技术方案可以看出，本技术实施例提供了一种紫外LED芯片，其中，所述紫外LED芯片通过在衬底表面上生长外延结构，以及在所述外延结构的中间设置垂直于衬底表面的绝缘层，进而将完整的外延结构隔离成两种彼此绝缘的第一外延结构和第二外延结构，通过凹槽接触层将第一外延结构的第一N型氮化镓铝层引出，并且所述紫外LED芯片通过基板上的N电极、P电极和中间电极配合所述第一外延结构和第二外延结构分别形成了发光二极管和静电保护二极管，所述凹槽接触层在充当发光二极管的N型电极的同时，还设置发光二极管的N型电极与静电保护二极管的P型区域之间电气连接，使得静电保护二极管反向并联连接在发光二极管的两端，为紫外LED芯片提供了一条静电释放的通道，减小了静电放电对紫外LED芯片的直接危害，增大了LED的正向电压和抗静电放电打击的强度，从而提高了紫外LED芯片的成品率和可靠性。并且，在发光二极管的工作过程中，量子阱层是主要产生热量的部分，其产生的热量可以通过与其邻近的凹槽接触层直接传导到基板上，从而优化了紫外LED芯片的散热性能。进一步的，所述凹槽接触层的斜面背离所述绝缘层设置，利用该斜面的反射以及菲涅尔散射对发光二极管发出的光线进行散射，提高了所述紫外LED芯片的出光效率。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为现有技术中的紫外LED芯片的剖面结构示意图；图2为本申请的一个实施例提供的一种紫外LED芯片的剖面结构示意图；图3为本申请的一个实施例提供的紫外LED芯片的等效电路示意图；图4为本申请的一个实施例提供的一种紫外LED芯片的制备方法的流程示意图；图5为本申请的另一个实施例提供的一种紫外LED芯片的制备方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本申请实施例提供了一种紫外LED芯片，参考图2，所述紫外LED芯片包括：衬底100；基于所述衬底100表面一侧依次生长的外延结构W10、以及在外延结构中设置的绝缘层117和凹槽接触层116；位于所述外延结构背离所述衬底100一侧的基板200，所述基板200朝向所述衬底100一侧表面设有布线层201、P电极204、N电极202和中间电极203；其中，所述外延结构包括：基于所述衬底100本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紫外LED芯片，其特征在于，包括：衬底；基于所述衬底表面依次生长的外延结构、以及在外延结构中设置的绝缘层和凹槽接触层；位于所述外延结构一侧背离所述衬底的基板，所述基板朝向所述衬底一侧表面设有布线层、P电极、N电极和中间电极；其中，所述外延结构包括：基于所述衬底表面依次生长的氮化铝成核层、超晶格层、N型氮化镓铝层、量子阱层、电子阻挡层、第一P型导电层、第二P型导电层、金属反射层和薄膜导电层；所述绝缘层位于所述外延结构的中部，用于隔离所述外延结构，并将所述外延结构分隔成第一外延结构和第二外延结构；所述凹槽接触层贯穿所述第一外延结构的一部分，与所述第一外延结构的N型氮化镓铝层电连接，与所述第一外延结构的其他结构绝缘，所述凹槽接触层设有一个背离所述绝缘层一侧的斜面；所述P电极与所述第一外延结构中的薄膜导电层电连接，所述N电极与所述第二外延结构的N型氮化镓铝层电连接，所述中间电极与所述凹槽接触层和所述第二外延结构中的薄膜导电层电连接。

【技术特征摘要】
1.一种紫外LED芯片，其特征在于，包括：衬底；基于所述衬底表面依次生长的外延结构、以及在外延结构中设置的绝缘层和凹槽接触层；位于所述外延结构一侧背离所述衬底的基板，所述基板朝向所述衬底一侧表面设有布线层、P电极、N电极和中间电极；其中，所述外延结构包括：基于所述衬底表面依次生长的氮化铝成核层、超晶格层、N型氮化镓铝层、量子阱层、电子阻挡层、第一P型导电层、第二P型导电层、金属反射层和薄膜导电层；所述绝缘层位于所述外延结构的中部，用于隔离所述外延结构，并将所述外延结构分隔成第一外延结构和第二外延结构；所述凹槽接触层贯穿所述第一外延结构的一部分，与所述第一外延结构的N型氮化镓铝层电连接，与所述第一外延结构的其他结构绝缘，所述凹槽接触层设有一个背离所述绝缘层一侧的斜面；所述P电极与所述第一外延结构中的薄膜导电层电连接，所述N电极与所述第二外延结构的N型氮化镓铝层电连接，所述中间电极与所述凹槽接触层和所述第二外延结构中的薄膜导电层电连接。2.根据权利要求1所述的紫外LED芯片，其特征在于，所述N型氮化镓铝层包括：第一N型氮化镓铝层和第二N型氮化镓铝层；其中，所述第二N型氮化镓铝层位于所述第一N型氮化镓铝层背离所述超晶格层一侧；所述第二N型氮化镓铝层的外延材料掺杂浓度小于所述第一N型氮化镓铝层的掺杂浓度；所述第二N型氮化镓铝层的外延层厚度小于所述第一N型氮化镓铝层的厚度。3.根据权利要求2所述的紫外LED芯片，其特征在于，所述外延结构还包括：位于所述第一N型氮化镓铝层和第二N...

【专利技术属性】
技术研发人员：何苗，杨思攀，王成民，王润，周海亮，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东,44