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、N型电极和P型电极，外延层包括依次层叠在衬底上的缓冲层、N型层、多量子阱层和P型层，紫外发光二极管具有第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽从P型层开设至N型层，第一凹槽的槽底为N型层，N型电极设置在第一凹槽槽底的N型层上，P型电极设置在第一凹槽外的P型层上；第二凹槽从第一凹槽槽底的N型层开设至缓冲层或衬底，第二凹槽的槽底为缓冲层或衬底。通过设置第二凹槽可以打破紫外LED内部的全反射效应，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]然而，(Al)GaN基的DUV LED具有独特的光学偏振特性，首先是随着A1组份不断上升，DUV LED发光波长变短，光的偏振态从横向电极化模式(TE)向横向磁极化模式(TM)转化。而因为AlGaN的折射率与空气的折射率相差巨大，TM偏振光又主要沿横向传播，因此界面入射角较大，在不同材料界面处发生的全反射作用会导致(A1)GaN基DUV LED的光提取效率(LEE)很低，严重降低了紫外发光二极管的出光效率。

技术实现思路

[0004]本公开实施例提供了一种紫外发光二极管及其制造方法，通过形成第一凹槽和第二凹槽，改变紫外LED的内部结构，可以打破紫外LED内部的全反射效应，提高紫外LED的光提取效率。所述技术方案如下：
[0005]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、外延层、N型电极和P型电极，所述外延层包括依次层叠在所述衬底上的缓冲层、N型层、多量子阱层和P型层；
[0006]所述紫外发光二极管具有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽从所述P型层开设至所述N型层，所述第一凹槽的槽底为所述N型层，所述N型电极设置在所述第一凹槽槽底的所述N型层上，所述P型电极设置在所述第一凹槽外的所述P型层上；所述第二凹槽从所述第一凹槽槽底的所述N型层开设至所述缓冲层或所述衬底，所述第二凹槽的槽底为所述缓冲层或所述衬底。
[0007]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；
[0008]所述P型层的除所述P型电极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N型电极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；
[0009]所述第二凹槽的侧壁和槽底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N型电极或所述N型层的材料相同。
[0010]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N型电极、所述P型电极、所述第一接触层和所述第二接触层。
[0011]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；
[0012]其中，所述P型焊盘连接层设置在所述反射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P型电极的正上方，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；
[0013]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N型电极的正上方。
[0014]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P型焊盘连接层和所述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。
[0015]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：
[0016]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、N型层、多量子阱层和P型层；
[0017]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，所述第一凹槽从所述P型层开设至所述N型层，所述第一凹槽的槽底为所述N型层；所述第二凹槽从所述第一凹槽槽底的所述N型层开设至所述缓冲层或所述衬底，所述第二凹槽的槽底为所述缓冲层或所述衬底；
[0018]在所述第一凹槽槽底的所述N型层上形成N型电极；
[0019]在所述第一凹槽外的所述P型层上形成P型电极。
[0020]可选的，所述制造方法还包括：
[0021]在所述P型层的除所述P型电极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N型电极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；
[0022]在所述第二凹槽的侧壁和槽底形成第二接触层，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N型电极或所述N型层的材料相同。
[0023]可选的，所述制造方法还包括：
[0024]在所述N型电极、所述P型电极、所述第一接触层和所述第二接触层上形成反射层。
[0025]可选的，所述制造方法还包括：
[0026]在所述反射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P型电极的正上方；
[0027]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；
[0028]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N型电极的正上方。
[0029]可选的，所述制造方法还包括：
[0030]在所述反射层上除P型焊盘连接层和N型焊盘的设置区域外的其它区域上形成钝化层。
[0031]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0032]通过在紫外LED内形成第一凹槽和第二凹槽，以改变LED的内部结构。其中，第一凹槽从P型层开设至N型层，第二凹槽从第一凹槽槽底的N型层开设至缓冲层或衬底。通过设置第二凹槽可以减少多量子阱层产生的光子在N型层到缓冲层或衬底内产生的全反射效应。多量子阱层产生的光子不仅可以从衬底方向出光，还可以从第一凹槽和第二凹槽的侧壁出光，以改变光子的传播方向，使得光子在LED内部形成多次反射，从而可以减少光子在器件内的全反射效应，提高芯片的光提取效率。
附图说明
[0033]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。
[0034]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；
[0035]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；
[0036]图3是本专利技术实施例提供的一种外延片刻蚀截面示意图。
具体实施方式
[0037]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。
[0038]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包括衬底10、外延层、N型电极30和P型电极40。外延层包括依次层叠在衬底10上的缓冲层21、N型层22、多量子阱层23和P型层25。
[0039]紫外发光二极管100具有第一凹槽a1和第二凹槽a2。第一凹槽a1从P型层25开设至N型层22，第一凹槽a1的槽底为N型层22。N型电极30设置在第一凹槽a1槽底的N型层22上。P型电极40设置在第一凹槽a1外的P型层25上。第二凹槽本文档来自技高网...

【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、外延层、N型电极和P型电极，所述外延层包括依次层叠在所述衬底上的缓冲层、N型层、多量子阱层和P型层，其特征在于，所述紫外发光二极管具有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽从所述P型层开设至所述N型层，所述第一凹槽的槽底为所述N型层，所述N型电极设置在所述第一凹槽槽底的所述N型层上，所述P型电极设置在所述第一凹槽外的所述P型层上；所述第二凹槽从所述第一凹槽槽底的所述N型层开设至所述缓冲层或所述衬底，所述第二凹槽的槽底为所述缓冲层或所述衬底。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P型层的除所述P型电极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N型电极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和槽底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N型电极或所述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N型电极、所述P型电极、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反射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P型电极的正上方，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N型电极的正上方。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P型焊盘连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：张爽，岳金顺，陈景文，王永忠，
申请(专利权)人：苏州紫灿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：