深紫外发光二极管及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种深紫外发光二极管及其制备方法，该深紫外发光二极管包括衬底；位于衬底表面的第一半导体层；位于第一半导体层表面的不同位置的有源层和第三半导体层；位于有源层表面的第二半导体层；位于第二半导体层表面的第二电流扩展层；位于第三半导体层表面的第一电流扩展层；位于第一电流扩展层表面且与第一电流扩展层电性连接的第一金属电极；位于第二电流扩展层表面且与第二电流扩展层电性连接的第二金属电极。本发明专利技术能够改善深紫外发光二极管内中金属‑半导体界面的欧姆接触，修复刻蚀造成的损伤，降低电压的同时提高发光效率，并且降低了金属材料制备和高温退火的难度，降低了该深紫外发光二极管的制备难度。

Deep ultraviolet light emitting diode and preparation method thereof

The invention provides a deep ultraviolet light emitting diode and a preparation method thereof. The deep ultraviolet light emitting diode comprises a substrate; a first semiconductor layer on the substrate surface; an active layer and a third semiconductor layer at different positions on the surface of the first semiconductor layer; a second semiconductor layer on the surface of the active layer; and a second semiconductor layer on the surface of the second semiconductor. The second current spreading layer on the surface of the layer; the first current spreading layer on the surface of the third semiconductor layer; the first metal electrode on the surface of the first current spreading layer and electrically connected with the first current spreading layer; and the second metal electrode on the surface of the second current spreading layer and electrically connected with the second current spreading layer. The invention can improve the ohmic contact of the metal-semiconductor interface in the deep ultraviolet light emitting diode, repair the damage caused by etching, reduce the voltage and improve the luminous efficiency, reduce the difficulty of preparing metal materials and annealing at high temperature, and reduce the difficulty of preparing the deep ultraviolet light emitting diode.

【技术实现步骤摘要】
深紫外发光二极管及其制备方法
本专利技术涉及一种半导体器件制造
，尤其涉及一种深紫外发光二极管及其制备方法。
技术介绍
随着我国科技水平的进步，制造业的持续发展，生活水平也得到不断地改善，物质生活和精神生活都有大幅的提升。然而近年来雾霾、水污染等的加重给日益改善的生活水平增添了瑕疵，空气和水等携带的细菌正在侵蚀我们的健康。为了保护自身的健康，各种消毒杀菌装置孕育而生，如空气净化器，水处理器。而这些杀菌装置的最主要杀菌功能部件为紫外灯，目前比较热门的是采用深紫外发光二极管(LightEmittingDiode，LED)灯。基于三族氮化物(Ⅲ-nitride)材料的紫外发光二极管(UVLED)在杀菌消毒、聚合物固化、生化探测、非视距通讯及特种照明等领域有着广阔的应用前景。相比较传统紫外光源汞灯，具备环保、小巧便携、低功耗、低电压等诸多优势。近年来收到越来越多的关注和重视。紫外波段依据波长通常可以划分为：UVA(320-400nm)、UVB(280-320nm)、UVC(200-280nm)以及真空紫外VUV(10-200nm)。三族氮化物半导体材料氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)及氮化铟(InN)均为直接带隙半导体材料，其禁带宽度分别为3.43、6.04和0.65eV,通过调节其合金组分，可以实现从200-400nm光谱范围内的发光，覆盖了从UVA到UVC的宽光谱范围，因而成为制备UVLED的理想半导体材料。对于高铝组分的AlxGaN1-xN(x＞0.45)而言，往往较难获得理想的欧姆接触，主要原因为：1、深能级缺陷随Al组分递增致使Si施主的离化能升高，迁移率降低，造成高Al组分的n-AlGaN的电导率相对较差；2、电子亲和能小导致金-半界面处的肖特基势垒较高，欧姆接触特性较差，尤其是在经过ICP刻蚀后，N空位变成深能级缺陷存在，使得费米能级远离导带，进一步增加了制备欧姆接触的难度。现有技术手段中主要是通过在芯片制备过程中，调整金属的组分、厚度或高温退火条件等制备工艺参数，从而达到改善金属材料与高铝组分的N-AlGaN的欧姆接触的目的。然而在芯片制备过程中，金属的组分、厚度和高温退火条件等工艺参数调整难度较大，调整的精确度较低，导致高铝组分的AlxGaN1-xN中的欧姆接触特性较差，最终影响了发光二极管内部的导电性能以及其整体的发光性能。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中提到的至少一个问题，本专利技术提供一种深紫外发光二极管及其制备方法，能够改善深紫外发光二极管内中金属-半导体界面的欧姆接触，修复刻蚀造成的损伤，降低电压的同时提高发光效率，并且降低了金属材料制备和高温退火的难度，降低了该深紫外发光二极管的制备难度。为了实现上述目的，一方面，本专利技术提供的一种深紫外发光二极管，包括：衬底，位于衬底表面的第一半导体层；位于第一半导体层表面的不同位置的有源层和第三半导体层；位于有源层表面的第二半导体层；位于第二半导体层表面的第二电流扩展层；位于第三半导体层表面的第一电流扩展层；位于第一电流扩展层表面且与第一电流扩展层电性连接的第一金属电极，位于第二电流扩展层表面且与第二电流扩展层电性连接的第二金属电极，第三半导体层与第一金属电极的接触电阻小于第一半导体层与第一金属电极的接触电阻，且第一半导体层和第三半导体层均为P型半导体，或第一半导体层和第三半导体层均为N型半导体。另一方面，本专利技术还提供一种深紫外发光二极管的制备方法，包括：在衬底表面生长第一半导体层；在第一半导体层的表面的不同位置生长有源层和第三半导体层；在有源层表面生长第二半导体层；在第二半导体层表面生长第二电流扩展层；在第三半导体层表面生长第一电流扩展层；在第一电流扩展层上设置与第一电流扩展层电性连接的第一金属电极；在第二电流扩展层上设置与第二电流扩展层电性连接的第二金属电极；其中，第三半导体层与第一金属电极的接触电阻小于第一半导体层与第一金属电极的接触电阻，且第一半导体层和第三半导体层均为P型半导体，或第一半导体层和第三半导体层均为N型半导体。本专利技术提供的深紫外发光二极管及其制备方法，其中该深紫外发光二极管包括衬底，位于衬底表面的第一半导体层，位于第一半导体层表面的不同位置的有源层和第三半导体层，位于有源层表面的第二半导体层，位于第二半导体层表面的第二电流扩展层，位于第三半导体层表面的第一电流扩展层，位于第一电流扩展层表面且与第一电流扩展层电性连接的第一金属电极，位于第二电流扩展层表面且与第二电流扩展层电性连接的第二金属电极，第三半导体层与第一金属电极的接触电阻小于第一半导体层与第一金属电极的接触电阻，且第一半导体层和第三半导体层均为P型半导体，或第一半导体层和第三半导体层均为N型半导体。该深紫外发光二极管能够改善深紫外发光二极管内中金属-半导体界面的欧姆接触，修复刻蚀造成的损伤，降低电压的同时提高发光效率，并且降低了金属材料制备和高温退火的难度，降低了该深紫外发光二极管的制备难度。本专利技术的构造以及它的其他专利技术目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。附图说明为了更清楚地说明本专利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以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性和劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的深紫外发光二极管的结构示意图；图2是本专利技术实施例一提供的深紫外发光二极管中覆盖有过渡层的结构示意图；图3是本专利技术实施例一提供的图2的俯视图；图4是本专利技术实施例一提供的深紫外发光二极管中生长第三半导体层的结构示意图；图5是本专利技术实施例二提供的深紫外发光二极管的结构示意图；图6是本专利技术实施例四提供的深紫外发光二极管的制备方法的流程示意图；图7是本专利技术实施例四提供的深紫外发光二极管的制备方法中制备第三半导体层的流程示意图；图8是本专利技术实施例六提供的另一种深紫外发光二极管的制备方法的流程示意图。附图标记说明：100-深紫外发光二极管；1-衬底；2-第一半导体层；3-有源层；4-第二半导体层；5-第三半导体层；6-第一电流扩展层；7-第二电流扩展层；8-绝缘保护层；9-第一金属电极；10-第二金属电极；11-过渡层；12-永久转移基板。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的优选实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。实施例一图1是本专利技术实施例一提供的深紫外发光二极管的结构示意图。图2是本专利技术实施例一提供的深紫外发光二极管中覆盖有过渡层的结构示意图；图3是本专利技术实施例一提供的图2的俯视图。图4是本专利技术实施例一提供的深紫外发光二极管中生长第三半导体层的结构示意图。参照附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深紫外发光二极管，其特征在于，包括：衬底；位于所述衬底表面的第一半导体层；位于所述第一半导体层表面的不同位置的有源层和第三半导体层；位于所述有源层表面的第二半导体层；位于所述第二半导体层表面的第二电流扩展层；位于所述第三半导体层表面的第一电流扩展层；位于所述第一电流扩展层表面且与所述第一电流扩展层电性连接的第一金属电极；位于所述第二电流扩展层表面且与所述第二电流扩展层电性连接的第二金属电极；所述第三半导体层与所述第一金属电极的接触电阻小于所述第一半导体层与所述第一金属电极的接触电阻，且所述第一半导体层和所述第三半导体层均为P型半导体，或所述第一半导体层和所述第三半导体层均为N型半导体。

【技术特征摘要】
1.一种深紫外发光二极管，其特征在于，包括：衬底；位于所述衬底表面的第一半导体层；位于所述第一半导体层表面的不同位置的有源层和第三半导体层；位于所述有源层表面的第二半导体层；位于所述第二半导体层表面的第二电流扩展层；位于所述第三半导体层表面的第一电流扩展层；位于所述第一电流扩展层表面且与所述第一电流扩展层电性连接的第一金属电极；位于所述第二电流扩展层表面且与所述第二电流扩展层电性连接的第二金属电极；所述第三半导体层与所述第一金属电极的接触电阻小于所述第一半导体层与所述第一金属电极的接触电阻，且所述第一半导体层和所述第三半导体层均为P型半导体，或所述第一半导体层和所述第三半导体层均为N型半导体。2.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述第三半导体层和所述有源层位于所述第一半导体层的同一侧的表面；所述第一半导体层表面具有未被所述有源层覆盖的第一裸露区，所述第一裸露区表面依次覆盖有所述第三半导体层和所述第一电流扩展层。3.根据权利要求2所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述第一电流扩展层和所述第二电流扩展层表面覆盖有绝缘保护层；所述第一电流扩展层上具有未被所述绝缘保护层覆盖的第二裸露区，所述第一金属电极覆盖在所述第二裸露区表面并与所述第一电流扩展层电性连接；所述第二电流扩展层上具有未被所述绝缘保护层覆盖的第三裸露区，所述第二金属电极覆盖在所述第三裸露区表面并与所述第二电流扩展层电性连接。4.根据权利要求3所述的深紫外发光二极管，其特征在于，位于所述第一裸露区中的所述第一半导体层的表面具有凸起结构。5.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述第三半导体层和所述有源层分别位于所述第一半导体层的相对侧的表面；所述第二电流扩展层表面覆盖有绝缘保护层，所述第二电流扩展层上具有未被所述绝缘保护层覆盖的第四裸露区，所述第二金属电极覆盖在所述第四裸露区表面并与所述第二电流扩展层电性连接。6.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述衬底和所述第一半导体层之间还设有用于电子传输的缓冲层，所述第二半导体层和所述有源层之间还设有阻止电子传输的电子阻挡层。7.一种深紫外发光二极管的制备方法，其特征在于，包括：在衬底表面生长第一半导体层；在所述第一半导体层表面的不同位置生长有源层和第三半导体层；在所述有源层表面生长第二半导体层；在所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚禹，郑远志，陈向东，梁旭东，
申请(专利权)人：马鞍山杰生半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34