紫外发光二极管及其制造方法技术

本公开提供了一种紫外发光二极管及其制造方法，属于半导体技术领域。该紫外发光二极管包括衬底、外延层、第二图形化N型层和第二图形化P型层，外延层包括依次层叠在衬底上的缓冲层、第一N型层、多量子阱层和第一P型层，第一P型层上开设有延伸至第一N型层的第一凹槽，第一凹槽内的第一N型层上开设有向衬底延伸的第二凹槽；第二图形化N型层位于第一凹槽槽底和/或第二凹槽槽底的第一N型层上；第二图形化P型层位于第一凹槽外的第一P型层上。通过设置第一凹槽和第二凹槽，并采用第二图形化N型层和第二图形化P型层替代原有的N型电极和P型电极结构，可以削弱器件内部的光子全反射效应与吸收损耗，提高紫外LED的光提取效率。提高紫外LED的光提取效率。提高紫外LED的光提取效率。

【技术实现步骤摘要】
紫外发光二极管及其制造方法


[0001]本公开涉及半导体
，特别涉及一种紫外发光二极管及其制造方法。

技术介绍

[0002]基于(Al)GaN材料的紫外发光二极管在空气净化、杀菌消毒、紫外光疗、生化检测、保密通信等领域的应用非常广泛，是氮化物半导体研究领域的一个重要研究内容。
[0003]相关技术中，紫外发光二极管通常包括衬底、外延层、N型电极和P型电极。其中，外延层通常包括缓冲层、N型层、多量子阱层和P型层。N型电极设置在N型层上，P型电极设置在P型层上。N型层提供的电子和P型层提供的空穴在多量子阱层进行辐射复合发光。
[0004]但是，由于存在电极材料对光的吸收损耗、以及光在出射过程中产生反射、全内反射造成的损失等多方面的原因，导致紫外LED的光提取效率非常低。

技术实现思路

[0005]本公开实施例提供了一种紫外发光二极管及其制造方法，通过设置第一凹槽和第二凹槽，并采用第二图形化N型层和第二图形化P型层替代原有的N型电极和P型电极结构，可以削弱器件内部的光子全反射效应与吸收损耗，提高紫外LED的光提取效率。所述技术方案如下：
[0006]第一方面，提供了一种紫外发光二极管，所述紫外发光二极管包括衬底和外延层，所述外延层包括依次层叠在所述衬底上的缓冲层、第一N型层、多量子阱层和第一P型层；
[0007]所述第一P型层上开设有延伸至所述第一N型层的第一凹槽，所述第一凹槽内的所述第一N型层上开设有向所述衬底延伸的第二凹槽；
[0008]所述紫外发光二极管还包括第二图形化N型层和第二图形化P型层，所述第二图形化N型层位于所述第一凹槽槽底和/或所述第二凹槽槽底的所述第一N型层上；所述第二图形化P型层位于所述第一凹槽外的所述第一P型层上。
[0009]可选的，所述紫外发光二极管还包括第一接触层和第二接触层；
[0010]所述第一P型层的除所述第二图形化P型层设置区域外的其他区域上、所述第一凹槽的侧壁上、以及所述第一凹槽槽底除所述第二图形化N型层设置区域外的其他区域上均铺设有所述第一接触层，所述第一接触层为钝化层或增透膜层；
[0011]所述第二凹槽的侧壁、以及所述第二凹槽槽底除所述第二图形化N型层设置区域外的其它区域上均铺设有所述第二接触层，所述第二接触层为增透膜层或反射层，或者，所述第二接触层的材料与所述第二图形化N型层的材料相同。
[0012]可选的，所述紫外发光二极管还包括反射层，所述反射层覆盖所述第二图形化N型层、所述第一接触层和所述第二接触层。
[0013]可选的，所述紫外发光二极管还包括N型焊盘、P型焊盘和P型焊盘连接层；
[0014]其中，所述P型焊盘连接层设置在所述第二图形化P型层的远离所述衬底的一面上，且所述P型焊盘连接层位于所述第二图形化P型层的正上方，所述P型焊盘位于所述P型
焊盘连接层的远离所述衬底的一面上；
[0015]所述N型焊盘设置在所述反射层的远离所述衬底的一面上，且所述N型焊盘位于所述第二图形化N型层的正上方。
[0016]可选的，所述紫外发光二极管还包括钝化层，所述反射层上除所述N型焊盘的设置区域外的其它区域上均铺设有所述钝化层。
[0017]第二方面，提供了一种紫外发光二极管的制造方法，所述制造方法包括：
[0018]在衬底上生长外延层得到外延片，所述外延层包括依次生长在衬底上的缓冲层、第一N型层、多量子阱层和第一P型层；
[0019]对所述外延层进行多次刻蚀，以在所述外延层上形成第一凹槽和第二凹槽，其中，所述第一P型层上刻蚀形成有延伸至所述第一N型层的所述第一凹槽，所述第一凹槽内的所述第一N型层上刻蚀形成有向所述衬底延伸的所述第二凹槽；
[0020]在所述第一凹槽槽底和/或所述第二凹槽槽底的所述第一N型层上形成第二图形化N型层；
[0021]在所述第一凹槽外的所述第一P型层上形成所述第二图形化P型层。
[0022]可选的，所述制造方法还包括：
[0023]在所述第一P型层的除所述第二图形化P型层设置区域外的其他区域上、所述第一凹槽的侧壁上、以及所述第一凹槽槽底除所述第二图形化N型层设置区域外的其他区域上形成第一接触层，所述第一接触层为钝化层或增透膜层；
[0024]在所述第二凹槽的侧壁、以及所述第二凹槽槽底除所述第二图形化N型层设置区域外的其它区域上形成第二接触层，所述第二接触层为增透膜层或反射层，或者，所述第二接触层的材料与所述第二图形化N型层的材料相同。
[0025]可选的，所述制造方法还包括：
[0026]在所述第二图形化N型层、所述第一接触层和所述第二接触层上形成反射层。
[0027]可选的，所述制造方法还包括：
[0028]在所述第二图形化P型层的远离所述衬底的一面上形成P型焊盘连接层，所述P型焊盘连接层位于所述第二图形化P型层的正上方；
[0029]在所述P型焊盘连接层的远离所述衬底的一面上形成P型焊盘；
[0030]在所述反射层的远离所述衬底的一面上形成N型焊盘，所述N型焊盘位于所述第二图形化N型层的正上方。
[0031]可选的，所述制造方法还包括：
[0032]在所述反射层上除所述N型焊盘的设置区域外的其它区域上形成钝化层。
[0033]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0034]通过在外延层的第一P型层至第一N型层开设两个凹槽，可以改变外延层内部结构，使得多量子阱层产生的光子可以从凹槽侧壁出光，以改变光子的传播方向，从而可以减少光在出射过程中产生的反射、以及全反射。同时，通过在凹槽内的第一N型层上设置第二图形化N型层，在凹槽外的第一P型层上设置第二图形化P型层，替代现有的N型电极和P型电极。一方面，图形化设置可以一定程度上增加外延层表面的粗糙度，提高光线在第二图形化N型层和第二图形化P型层可能出现的漫反射，从而可以进一步降低光线在出射过程中产生的全反射。另一方面，图形化设置可以减少材料的面积，从而减少对光的吸收损耗，提高紫
外LED的光提取效率。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例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公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1是本公开实施例提供的一种紫外发光二极管的截面示意图；
[0037]图2是本公开实施例提供的一种紫外发光二极管的制造方法流程图；
[0038]图3是执行完步骤S204后形成的部分发光二极管的结构示意图。
具体实施方式
[0039]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
[0040]图1是本公开实施例提供的一种紫外发光二极管的截面示意图，如图1所示，该紫外发光二极管100包括衬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紫外发光二极管，所述紫外发光二极管包括衬底和外延层，所述外延层包括依次层叠在所述衬底上的缓冲层、第一N型层、多量子阱层和第一P型层，其特征在于，所述第一P型层上开设有延伸至所述第一N型层的第一凹槽，所述第一凹槽内的所述第一N型层上开设有向所述衬底延伸的第二凹槽；所述紫外发光二极管还包括第二图形化N型层和第二图形化P型层，所述第二图形化N型层位于所述第一凹槽槽底和/或所述第二凹槽槽底的所述第一N型层上；所述第二图形化P型层位于所述第一凹槽外的所述第一P型层上。2.根据权利要求1所述的紫外发光二极管，其特征在于，所述紫外发光二极管还包括第一接触层和第二接触层；所述第一P型层的除所述第二图形化P型层设置区域外的其他区域上、所述第一凹槽的侧壁上、以及所述第一凹槽槽底除所述第二图形化N型层设置区域外的其他区域上均铺设有所述第一接触层，所述第一接触层为钝化层或增透膜层；所述第二凹槽的侧壁、以及所述第二凹槽槽底除所述第二图形化N型层设置区域外的其它区域上均铺设有所述第二接触层，所述第二接触层为增透膜层或反射层，或者，所述第二接触层的材料与所述第二图形化N型层的材料相同。3.根据权利要求2所述的紫外发光二极管，其特征在于，所述紫外发光二极管还包括反射层，所述反射层覆盖所述第二图形化N型层、所述第一接触层和所述第二接触层。4.根据权利要求3所述的紫外发光二极管，其特征在于，所述紫外发光二极管还包括N型焊盘、P型焊盘和P型焊盘连接层；其中，所述P型焊盘连接层设置在所述第二图形化P型层的远离所述衬底的一面上，且所述P型焊盘连接层位于所述第二图形化P型层的正上方，所述P型焊盘位于所述P型焊盘连接层的远离所述衬底的一面上；所述N型焊盘设置在所述反射层的远离所述衬底的一面上，且所述N型焊盘位于所述第二图形化N型层的正上方。5.根据权利要求4所述的紫外发光二极管，其特征在于，所述紫外发光二极管还包括钝化层，所述反射层上除所述N型焊盘的设...

【专利技术属性】
技术研发人员：张爽，张会雪，罗红波，张毅，
申请(专利权)人：湖北深紫科技有限公司，
类型：发明
国别省市：