【技术实现步骤摘要】
一种垂直结构深紫外LED芯片及其制造方法
本专利技术属于半导体
，特别是涉及一种AlGaN基垂直结构深紫外LED芯片及其制造方法。
技术介绍
随着外延生长、芯片制造以及封装技术的不断进步，基于III族氮化物材料体系的深紫外LED的发光效率逐渐提升，在光固化、杀菌消毒、水净化、光治疗、生物医药装备、紫外光通信、全光谱照明等领域表现出了潜在的应用价值，并在有些领域已经获得广泛应用。然而，和同为III族氮化物材料获得的可见光LED的高效率相比(InGaN基蓝光外量子效率达到75％以上)，AlGaN基深紫外LED的外量子效率还很低(如波长270nm左右的深紫外LED，其外量子效率长期低于10％)，严重限制了其大范围推广应用。AlGaN基深紫外LED外量子效率(EQE)偏低的主要原因包括如下几个方面：(1)相比于InGaN基LED，AlGaN基LED的内量子效率(IQE)对穿透位错密度(TDD)更为敏感，高的TDD导致低的IQE；(2)P型AlGaN的空穴浓度低(对于Al组分大于60％的P型AlGaN，空穴浓度只...
【技术保护点】
1.一种垂直结构深紫外LED芯片，从下至上依次包括P电极、导电基板、第二焊接层、第一焊接层、P型欧姆接触层、P型AlGaN层、AlGaN多量子阱层、N型AlGaN层和N电极，其特征在于：在所述芯片四周和内部的P型AlGaN层、AlGaN多量子阱层和N型AlGaN层内含有沟槽，沟槽从P型AlGaN层开始，向上穿过AlGaN多量子阱层并深入到N型AlGaN层内，沟槽具有沟槽底面和沟槽侧面，沟槽底面位于N型AlGaN层内，沟槽侧面穿过P型AlGaN层、AlGaN多量子阱层和部分N型AlGaN层，并与沟槽底面相交，沟槽侧面与芯片表面之间的夹角范围为20°至70°，在沟槽底面和沟槽侧...
【技术特征摘要】
1.一种垂直结构深紫外LED芯片，从下至上依次包括P电极、导电基板、第二焊接层、第一焊接层、P型欧姆接触层、P型AlGaN层、AlGaN多量子阱层、N型AlGaN层和N电极，其特征在于：在所述芯片四周和内部的P型AlGaN层、AlGaN多量子阱层和N型AlGaN层内含有沟槽，沟槽从P型AlGaN层开始，向上穿过AlGaN多量子阱层并深入到N型AlGaN层内，沟槽具有沟槽底面和沟槽侧面，沟槽底面位于N型AlGaN层内，沟槽侧面穿过P型AlGaN层、AlGaN多量子阱层和部分N型AlGaN层，并与沟槽底面相交，沟槽侧面与芯片表面之间的夹角范围为20°至70°，在沟槽底面和沟槽侧面设有复合反射镜，复合反射镜由介质层和反射金属层叠加组成，其中介质层紧挨沟槽底面和沟槽侧面，沟槽中复合反射镜形成的空缺由第一焊接层填充，N型AlGaN层的上表面为粗化表面。
2.根据权利要求1所述的一种垂直结构深紫外LED芯片，其特征在于：所述AlGaN多量子阱层发光波长为220-360nm，AlGaN多量子阱层是由AlGaN量子阱和AlGaN量子垒组成的周期结构，其周期数为m，AlGaN量子阱为厚度1-5nm的AlxGa1-xN，AlGaN量子垒为厚度5-20nm的AlyGa1-yN，所述N型AlGaN层为厚度1-5μm的AlzGa1-zN，所述P型AlGaN层为厚度30-300nm的AlwGa1-wN，其中2≤m≤20，0＜x＜0.9，0＜y≤1，0＜z＜1，0≤w＜0.9，且x＜y，x＜z。
3.根据权利要求1所述的一种垂直结构深紫外LED芯片，其特征在于：所述介质层为SiO2、MgF2、MgO、Al2O3和Na3AlF6中的一种，介质层的厚度为20-200nm，所述反射金属层为Al、Ni/Al、Cr/Al和Ti/Al中的一种，反射金属层总厚度为50-500nm，其中Ni、Cr和Ti的厚度为0.1-2nm。
4.根据权利要求1所述的一种垂直结构深紫外LED芯片，其特征在于：所述沟槽在所述芯片内部的分布形状为相互连接的网状结构或相互分离的独立结构，芯片内部的沟槽为相互连接的网状结构时，会与芯片四周的沟槽相连。
5.根据权利要求1所述的一种垂直结构深紫外LED芯片，其特征在于：所述导电基板的材质为硅、铜、钨铜合金和钼铜合金中的一种，所述第一...
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