【技术实现步骤摘要】
一种边缘无pGaN的深紫外半导体发光二极管及其制备方法
本专利技术的技术方案涉及半导体器件,具体地说是一种边缘无pGaN的深紫外半导体发光二极管及其制备方法。
技术介绍
随着半导体光源领域的不断发展，紫外发光二极管(简称UVLED)的研究成为一个重要的课题。紫外二极管一般指发光中心波长在400纳米以下，其中发光波长在200纳米到280纳米的称为深紫外发光二极管(DUVLED)，其主要以高Al组分的AlGaN材料为主。此半导体紫外发光器件具有广泛的应用，由于其具有无汞，寿命长、工作电压低、设计灵巧和无毒等一系列优点，使得其在杀菌消毒、聚合物固话、水质净化、医学治疗以及生化探测等诸多领域具有广阔的发展前景。深紫外LED市场规模庞大，但因为现有技术的不足，使得深紫外LED发光效率低，导致市场占比小。经过国内外研究机构不断地研究和完善，AlGaN基的DUVLED取得了巨大突破，但是目前研究表明，其外量子效率依旧很低，大多在10％甚至5％。其中影响DUVLED的外量子效率低的一个重要因素就是低的光提取效率。其光提取效率低的一个...
【技术保护点】
1.一种边缘无pGaN的深紫外半导体发光二极管，其特征为有以下两种倒装结构的DUVLED之一：/n第一种，同侧倒装结构的DUV LED，由从下至上依次为衬底、成核层、非掺杂氮化铝层、n型铝镓氮层；部分n型铝镓氮层上依次为有源层、电子阻挡层、p型铝镓氮层、p型氮化镓层、p型欧姆接触层和悬空p型反射镜电极；剩余部分n型铝镓氮层上为n型电极；其中，从p型铝镓氮层到部分深度的n型铝镓氮层的表面一侧形成倾斜侧壁的微纳结构阵列，倾斜角度为85度～20度；p型氮化镓层在p型铝镓氮层的中部，并且其投影面积为p型铝镓氮层面积的30％～95％；p型欧姆接触层面积和p型氮化镓层相同；悬空p型反射...
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种边缘无pGaN的深紫外半导体发光二极管，其特征为有以下两种倒装结构的DUVLED之一：
第一种，同侧倒装结构的DUVLED，由从下至上依次为衬底、成核层、非掺杂氮化铝层、n型铝镓氮层；部分n型铝镓氮层上依次为有源层、电子阻挡层、p型铝镓氮层、p型氮化镓层、p型欧姆接触层和悬空p型反射镜电极；剩余部分n型铝镓氮层上为n型电极；其中，从p型铝镓氮层到部分深度的n型铝镓氮层的表面一侧形成倾斜侧壁的微纳结构阵列，倾斜角度为85度～20度；p型氮化镓层在p型铝镓氮层的中部，并且其投影面积为p型铝镓氮层面积的30％～95％；p型欧姆接触层面积和p型氮化镓层相同；悬空p型反射镜电极的面积与倾斜侧壁的微纳结构中的n型铝镓氮层相同；
或者，第二种，垂直倒装结构的DUVLED，由从下至上依次为n型电极、n型铝镓氮层、有源层、电子阻挡层、p型铝镓氮层、p型氮化镓层、p型欧姆接触层和悬空p型反射镜电极构成；其中，p型氮化镓层在p型铝镓氮层的中部，并且其投影面积为p型铝镓氮层面积的30％～95％；p型欧姆接触层面积和p型氮化镓层相同。
2.如权利要求1所述的边缘无pGaN的深紫外半导体发光二极管，其特征为上述两种倒装结构的DUVLED都从p型铝镓氮层到部分深度的n型铝镓氮层的表面一侧形成倾斜侧壁的微纳结构阵列，倾斜角度为85度～20度；悬空p型反射镜电极的面积与倾斜侧壁的微纳结构中的n型铝镓氮层相同；悬空p型反射镜电极，在具有倾斜侧壁的微纳结构之间保持有空气。
3.如权利要求1所述的边缘无pGaN的深紫外半导体发光二极管，其特征为所述倾斜侧壁的微纳结构阵列的形状为秃头圆锥形或梯形，形状的高度为200纳米～4000纳米，倾斜角度为85度～20度，该阵列分布排列为三角形点阵、方形点阵、六角形点阵或光栅结构阵列。
4.如权利要求1所述的边缘无pGaN的深紫外半导体发光二极管，其特征为所述悬空p型反射镜电极为铝薄膜、银薄膜、镁薄膜、铂薄膜、镊金合金薄膜、镊铝合金薄膜或镊银合金薄膜。
5.如权利要求1所述的边缘无pGaN的深紫外半导体发光二极管，其特征为在第一种中，n型电极面积为非倾斜侧壁n型铝镓氮层面积的5～60％；
第二种中，n型电极面积为n型铝镓氮层面积的5～60％。
6.如权利要求1所述的的边缘无pGaN的深紫外半导体发光二极管的制备方法，其特征为包括以下步骤：
第一步，通过MOCVD在衬底上依次外延成核层、非掺杂氮化铝层、n型铝镓氮层、有源层、电子阻挡层、p型铝镓氮层、p型氮化镓层，制备成DUVLED基础外延结构；
第二步，光刻：
通过光刻技术在上述第一步制备完成的DUVLED基础外延层的p型氮化镓层表面光刻形成掩膜阵列；
第三步，刻蚀：
技术研发人员：张勇辉，常乐，张紫辉，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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