一种大功率紫外发光二极管及其制作方法技术

本发明专利技术提供了一种大功率紫外发光二极管及其制作方法，首先，通过若干N型通孔的设置，实现导电层与第一导电层形成电连接，进而有效地提高紫外发光二极管的电流扩展能力；其次，通过在所述透明导电层上设有若干呈均匀分布的扩展通孔，使所述透明导电层、金属反射镜与第二导电层形成欧姆接触；同时，各所述N型通孔与扩展通孔沿透明导电层的垂直方向错位设置；能在保障电流扩展效果的同时，有效减少N型通孔的数量，避免因N型通孔较多而导致有源层面积损耗。

A High Power Ultraviolet Light Emitting Diode and Its Fabrication Method

【技术实现步骤摘要】
一种大功率紫外发光二极管及其制作方法
本专利技术属于发光二极管领域，特别涉及一种大功率紫外发光二极管及其制作方法。
技术介绍
随着发光二极管技术的日新月异，目前深紫外发光二极管成为发光二极管中的一大热门技术。深紫外发光二极管应用领域广泛，在照明、杀菌、医疗、印刷、生化检测、高密度的信息储存和保密通讯等领域具有重大应用价值。为解决因深紫外发光二极管采用高Al组分的AlGaN三五族化合物构成，而导致P型掺杂的并入效率低，N型掺杂的并入效率也不高的问题，目前部分深紫外LED器件采用垂直结构并通过设置数量较多的N型通孔解决以上问题。如专利CN105914277A，其公开了一种倒装式大功率紫外LED芯片及其制作方法，从下到上依次为导热衬底，电镀金属层，第一电镀种子层，绝缘层，p型反射电极层，p型氮化镓层，有源层，n型氮化镓层；p型反射电极层上方一侧还进行刻蚀露出p型反射电极层的部分区域，露出的部分区域上设有p型金属电极；从p型反射电极层开始一直到n型氮化镓层刻蚀有多个n型通孔，所述p型反射电极层和n型通孔侧壁沉积所述绝缘层，第一电镀种子层沉积在n型通孔中和绝缘层上，第一电镀种子层与n型通孔的n型氮化镓层接触。然而，n型通孔数量的增加会损失较多的有源区面积，导致深紫外发光二极管的内量子效率偏低；通孔数量的减少会导致电流扩展效果变弱。所以，现有的深紫外发光二极管必须在有源区面积损失和电流扩展效果之间做一个取舍。有鉴于此，本专利技术人专门设计了一种大功率紫外发光二极管及其制作方法，本案由此产生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种大功率紫外发光二极管及其制作方法，为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种大功率紫外发光二极管，包括:一导电基板，其具有正、反两表面；一发光结构，其通过金属键合层倒装焊接于所述导电基板的正面上；所述发光结构包括在衬底表面依次堆叠的第一导电层、有源层、第二导电层、透明导电层、金属反射镜、隔离层、导电层；所述第一导电层、有源层、第二导电层构成所述紫外发光二极管的外延层；所述透明导电层上设有若干呈均匀分布的扩展通孔，各所述扩展通孔显露第二导电层的部分表面；在所述透明导电层表面及第二导电层显露的部分表面沉积所述金属反射镜，使所述透明导电层、金属反射镜与第二导电层形成欧姆接触；所述金属反射镜设有若干呈均匀分布的N型通孔，各所述N型通孔贯穿所述金属反射镜至至少部分所述第一导电层；各所述N型通孔与扩展通孔沿透明导电层的垂直方向错位设置；所述隔离层沉积于所述金属反射镜表面及各N型通孔侧壁；所述导电层沉积于所述隔离层的表面，并填充各所述N型通孔；所述金属键合层用于粘接所述导电层和导电基板；层叠于所述导电基板反面的第一电极；层叠于透明导电层局部区域或第二导电层局部区域的第二电极；及设置于所述外延层侧壁和第二电极之间的绝缘层。优选地，各所述N型通孔贯穿所述金属反射镜至部分所述第一导电层，并显露部分所述第一导电层。优选地，在所述第一导电层背离所述有源层的一侧设有第二透明导电层；各所述N型通孔贯穿所述金属反射镜至所述第一导电层，并显露所述第二透明导电层表面。优选地，在所述第二导电层背离所述有源层的表面设有若干个凹槽，各所述凹槽形成离子注入区并环绕布设于各N型通孔外围，且远离所述N型通孔邻近的扩展通孔的边缘。优选地，至少在所述第二导电层背离所述有源层的表面或所述透明导电层背离所述第二导电层的表面设有若干个凸起，各所述凸起形成电流阻挡区并环绕布设于各N型通孔外围，且远离所述N型通孔邻近的扩展通孔的边缘。优选地，所述衬底和第一导电层之间还设有缓冲层。优选地，所述第一导电层为N型半导体层。优选地，所述第二导电层为P型半导体层。优选地，所述第一电极、第二电极均为ITO电极。本专利技术还提供了一种大功率紫外发光二极管的制作方法，包括以下步骤：步骤S1、提供一衬底，在该衬底上依次生长缓冲层、第一导电层、有源层、第二导电层，所述缓冲层、第一导电层、有源层、第二导电层构成所述紫外发光二极管的外延层；步骤S2、在所述外延结构上生长透明导电层；步骤S3、通过标准光刻、掩膜、腐蚀工艺，在所述透明导电层上形成若干呈均匀分布的扩展通孔，各所述扩展通孔显露第二导电层的部分表面；步骤S4、在所述透明导电层表面及第二导电层显露的部分表面沉积金属反射镜，使所述透明导电层、金属反射镜与第二导电层形成欧姆接触；步骤S5、通过标准光刻、掩膜、腐蚀工艺，在金属反射镜上形成若干具呈均匀分布的N型通孔，各所述N型通孔贯穿所述金属反射镜至部分所述第一导电层，并显露部分所述第一导电层；步骤S6、在所述金属反射镜表面及各N型通孔侧壁沉积隔离层，且去除各N型通孔与第一导电层接触的绝缘材料；步骤S7、在所述隔离层的表面沉积一导电层，所述导电层填充各所述N型通孔，导电层通过各所述N型通孔与第一导电层形成电连接；步骤S8、经上述步骤后，形成发光结构；步骤S9、通过金属键合层将所述发光结构和导电基板的正面形成键合；步骤S10、对上述结构利用激光剥离或湿法腐蚀或干法蚀刻工艺，去除所述衬底和缓冲层；步骤S11、在上述结构的部分外延层上采用等离子体技术进行蚀刻裸露第二导电层的部分区域或透明导电层的部分区域，并在第二导电层的部分裸露区域或透明导电层的部分裸露区域采用蒸镀或溅镀工艺形成第二电极；并在蚀刻后的外延层侧壁和所述第二电极之间生长一绝缘层；步骤S12、在所述导电基板的反面采用蒸镀或溅镀工艺形成第一电极。本专利技术还提供了另一种大功率紫外发光二极管的制作方法，包括以下步骤：步骤S1、提供一衬底，在该衬底上依次生长缓冲层、第一导电层、有源层、第二导电层，所述缓冲层、第一导电层、有源层、第二导电层构成所述紫外发光二极管的外延层；步骤S2、在所述外延结构上生长透明导电层；步骤S3、通过标准光刻、掩膜、腐蚀工艺，在所述透明导电层上形成若干呈均匀分布的扩展通孔，各所述扩展通孔显露第二导电层的部分表面；步骤S4、在所述透明导电层表面及第二导电层显露的部分表面沉积金属反射镜，使所述透明导电层、金属反射镜与第二导电层形成欧姆接触；步骤S5、通过标准光刻、掩膜、腐蚀工艺，在金属反射镜上形成若干具呈均匀分布的N型通孔，各所述N型通孔贯穿所述金属反射镜至所述第一导电层，并显露所述缓冲层的表面；步骤S6、在所述金属反射镜表面及各N型通孔侧壁沉积隔离层，且去除各N型通孔与第一导电层接触的绝缘材料；步骤S7、在所述隔离层的表面沉积一导电层，所述导电层填充各所述N型通孔，导电层通过各所述N型通孔与第一导电层形成电连接；步骤S8、经上述步骤后，形成发光结构；步骤S9、通过金属键合层将所述发光结构和导电基板的正面形成键合；步骤S10、对上述结构利用激光剥离或湿法腐蚀或干法蚀刻工艺，去除所述衬底、缓冲层以及一定厚度的第一导电层；步骤S11、在所述第一导电层表面沉积第二透明导电层，所述第二透明导电层与各所述N型通孔内的导通层形成电连接；步骤S12、在上述结构的部分外延层上采用等离子体技术进行蚀刻裸露第二导电层的部分区域或透明导电层的部分区域，并在第二导电层的部分裸露区域或透明导电层的部分裸露区域采用蒸镀或溅镀工艺形成第二电极；并在蚀刻后的外延层侧壁和所述第二电极之间生长一绝缘层；步骤S13、在所述导电基板的反面采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大功率紫外发光二极管，其特征在于,包括:一导电基板，其具有正、反两表面；一发光结构，其通过金属键合层倒装焊接于所述导电基板的正面上；所述发光结构包括在衬底表面依次堆叠的第一导电层、有源层、第二导电层、透明导电层、金属反射镜、隔离层、导电层；所述第一导电层、有源层、第二导电层构成所述紫外发光二极管的外延层；所述透明导电层上设有若干呈均匀分布的扩展通孔，各所述扩展通孔显露所述第二导电层的部分表面；在所述透明导电层表面及第二导电层显露的部分表面沉积所述金属反射镜；所述金属反射镜设有若干呈均匀分布的N型通孔，各所述N型通孔贯穿所述金属反射镜至至少部分所述第一导电层；各所述N型通孔与扩展通孔沿透明导电层的垂直方向错位设置；所述隔离层沉积于所述金属反射镜表面及各N型通孔侧壁；所述导电层沉积于所述隔离层的表面，并填充各所述N型通孔；所述金属键合层用于粘接所述导电层和导电基板；层叠于所述导电基板反面的第一电极；层叠于透明导电层局部区域或第二导电层局部区域的第二电极；及设置于所述外延层侧壁和第二电极之间的绝缘层。

【技术特征摘要】
1.一种大功率紫外发光二极管，其特征在于,包括:一导电基板，其具有正、反两表面；一发光结构，其通过金属键合层倒装焊接于所述导电基板的正面上；所述发光结构包括在衬底表面依次堆叠的第一导电层、有源层、第二导电层、透明导电层、金属反射镜、隔离层、导电层；所述第一导电层、有源层、第二导电层构成所述紫外发光二极管的外延层；所述透明导电层上设有若干呈均匀分布的扩展通孔，各所述扩展通孔显露所述第二导电层的部分表面；在所述透明导电层表面及第二导电层显露的部分表面沉积所述金属反射镜；所述金属反射镜设有若干呈均匀分布的N型通孔，各所述N型通孔贯穿所述金属反射镜至至少部分所述第一导电层；各所述N型通孔与扩展通孔沿透明导电层的垂直方向错位设置；所述隔离层沉积于所述金属反射镜表面及各N型通孔侧壁；所述导电层沉积于所述隔离层的表面，并填充各所述N型通孔；所述金属键合层用于粘接所述导电层和导电基板；层叠于所述导电基板反面的第一电极；层叠于透明导电层局部区域或第二导电层局部区域的第二电极；及设置于所述外延层侧壁和第二电极之间的绝缘层。2.根据权利要求1所述的大功率紫外发光二极管，其特征在于：各所述N型通孔贯穿所述金属反射镜至部分所述第一导电层，并显露部分所述第一导电层。3.根据权利要求1所述的大功率紫外发光二极管，其特征在于：在所述第一导电层背离所述有源层的一侧设有第二透明导电层；各所述N型通孔贯穿所述金属反射镜至所述第一导电层，并显露所述第二透明导电层表面。4.根据权利要求1所述的大功率紫外发光二极管，其特征在于：在所述第二导电层背离所述有源层的表面设有若干个凹槽；各所述凹槽形成离子注入区并环绕布设于各N型通孔外围，且远离所述N型通孔邻近的扩展通孔的边缘。5.根据权利要求1所述的大功率紫外发光二极管，其特征在于：至少在所述第二导电层背离所述有源层的表面或所述透明导电层背离所述第二导电层的表面设有若干个凸起；各所述凸起形成电流阻挡区并环绕布设于各N型通孔外围，且远离所述N型通孔邻近的扩展通孔的边缘。6.一种大功率紫外发光二极管的制作方法，用于制备如权利要求1、2任一项所述的大功率紫外发光二极管，其特征在于，所述制作方法包括以下步骤：步骤S1、提供一衬底，在该衬底上依次生长缓冲层、第一导电层、有源层、第二导电层，所述缓冲层、第一导电层、有源层、第二导电层构成所述紫外发光二极管的外延层；步骤S2、在所述外延结构上生长透明导电层；步骤S3、通过标准光刻、掩膜、腐蚀工艺，在所述透明导电层上形成若干呈均匀分布的扩展通孔，各所述扩展通孔显露第二导电层的部分表面；步骤S4、在所述透明导电层表面及第二导电层显露的部分表面沉积金属反射镜；步骤S5、通过标准光刻、掩膜、腐蚀工艺，在金属反射镜上形成若干具呈均匀分布的N型通孔，各所述N型通孔贯穿所述金属反射镜至部分所述第一导电层，并显露部分所述第一导电层；步骤S6、在所述金属反射镜表面及各N型通孔侧壁沉积隔离层，且去除各N型通孔与第一导电层接触的绝缘材料；步骤S7、在所述隔离层的表面沉积一导电层，所述导电层填充各所述N型通孔；步骤S8、经上述步骤后，形成发光结构；步骤S9、通过金属键合层将所述发光结构和导电基板的正面形成键合；步骤S10、对上述结构利用激光剥离或湿法腐蚀或干法蚀刻工艺，去除所述衬底和缓冲层；步骤S11、在上述结构的部分外延层上采用等离子体技术进行蚀刻裸露第二导电层的部分区域或透明导电层的部分区域，并在第二导电层的部分裸露区域或透明导电层的部分裸露区域采用蒸镀或溅镀工艺形成第二电极；并在蚀刻后的外延层侧壁和所述第二电极之间生长一绝缘层；步骤S12、在所述导电基板的反面采用蒸镀或溅镀工艺形成第一电极。7.一种大功率紫外发光二极管的制作方法，用于制备如权利要求1、3任一项所述的大功率紫外发光二极管，其特征在于，所述制作方法包括以下步骤：步骤S1、提供一衬底，在该衬底上依次生长缓冲层、第一导电层、有源层、第二导电层，所述缓冲层、第一导电层、有源层、第二导电层构成所述紫外发光二极管的外延层；步骤S2、在所述外延结构上生长透明导电层；步骤S3、通过标准光刻、掩膜、腐蚀工艺，在所述透明导电层上形成若干呈均匀分布的扩展通孔，各所述扩...

【专利技术属性】
技术研发人员：林志伟，陈凯轩，卓祥景，曲晓东，蔡建九，
申请(专利权)人：厦门乾照光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35