本发明专利技术公开了一种共晶键合深紫外发光二极管及其制备方法，方法包括以下步骤：在初始生长衬底上依次生长成核层、后续生长缓冲层、电化学腐蚀反应层和深紫外LED发光结构目标层，得到深紫外LED外延片；对深紫外LED外延片进行光刻，在深紫外LED发光结构目标层上得到多个互相分离的的深紫外LED发光区；在深紫外LED发光结构目标层上制备水平结构电极；将多个深紫外LED发光区中的水平结构电极进行共晶键合粘连；对电化学腐蚀反应层进行电化学腐蚀。本发明专利技术有效降低了深紫外LED的热阻，提高了其散热能力、载流子注入能力和发光效率，多区域键合的方式提高了其总体发光强度；在氮化物大功率深紫外LED的制备研究上具有广泛的应用前景。前景。前景。
【技术实现步骤摘要】
一种共晶键合深紫外发光二极管及其制备方法
[0001]本专利技术涉及光电子
，尤其涉及一种共晶键合深紫外发光二极管及其制备方法。
技术介绍
[0002]紫外发光二极管(LED)是指发光中心波长在400nm以下的LED，紫外LED主要应用在生物医疗、防伪鉴定、植物培植、空气净化领域等方面。由于短波长光线具有较高的杀菌效果，因此深紫外LED成为人们关注的重点，具有较高的应用潜力。
[0003]目前的深紫外LED主要为准分子LED或汞灯LED，这些深紫外LED的整体灯具较大，发光效率较低，波谱范围较大，杀菌效果也较差，因此制约了深紫外LED的应用发展。
[0004]使用III
‑
V族氮化物作为深紫外LED材料具有良好的应用前景，但目前基于III
‑
V族氮化物的深紫外LED通常为单个器件，其发光面积小，电流注入低，散热性差，使得整体深紫外LED芯片的发光强度低，不能满足使用需求。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种共晶键合深紫外发光二极管及其制备方法。
[0006]本专利技术的第一方面提供了一种共晶键合深紫外发光二极管制备方法，包括以下步骤：
[0007]在初始生长衬底上依次生长成核层、后续生长缓冲层、电化学腐蚀反应层和深紫外LED发光结构目标层，得到深紫外LED外延片；
[0008]对所述深紫外LED外延片进行光刻，通过电感耦合刻蚀在所述深紫外LED发光结构目标层上得到多个互相分离的的深紫外LED发光区；
[0009]在所述深紫外LED发光结构目标层上制备水平结构电极；
[0010]将多个深紫外LED发光区中的水平结构电极进行共晶键合粘连；
[0011]对所述电化学腐蚀反应层进行电化学腐蚀，去除所述初始生长衬底、成核层、后续生长缓冲层和电化学腐蚀反应层。
[0012]进一步地，所述在初始生长衬底上依次生长成核层、后续生长缓冲层、电化学腐蚀反应层和深紫外LED发光结构目标层，具体包括以下步骤：
[0013]在所述初始生长衬底上外延生长非故意掺杂的AlN层，将所述非故意掺杂的AlN层作为成核层；
[0014]在所述非故意掺杂的AlN层上外延生长轻掺杂的Al
0.5
Ga
0.5
N层，将所述轻掺杂的Al
0.5
Ga
0.5
N层作为后续生长缓冲层；
[0015]在所述轻掺杂的Al
0.5
Ga
0.5
N层上外延生长重掺杂的Al
0.5
Ga
0.5
N层，将所述重掺杂的Al
0.5
Ga
0.5
N层作为电化学腐蚀反应层；
[0016]在所述重掺杂的Al
0.5
Ga
0.5
N层上外延生长深紫外LED外延结构薄膜，将所述深紫外LED外延结构薄膜作为深紫外LED发光结构目标层。
[0017]进一步地，所述外延生长，包括金属有机化学气相沉积外延、分子束沉积外延、物理气相沉积外延和离子束沉积外延中的一种或多种；
[0018]所述深紫外LED外延结构薄膜中至少包括P
‑
GaN层，P
‑
AlGaN层、EBL层、InAlGaN/AlGaN MQWs多量子井结构和n
‑
AlGaN层；其中，P
‑
GaN层为空穴传输层，掺杂元素为Mg；P
‑
AlGaN层为空穴扩展层，掺杂元素为Mg；EBL层为电子阻挡层，构成元素为Al
0.75
Ga
0.25
N；InAlGaN/AlGaN MQWs多量子井结构为电子空穴复合发光层；n
‑
AlGaN层为电子传输层，掺杂元素为Si。
[0019]进一步地，所述对所述深紫外LED外延片进行光刻，通过电感耦合刻蚀在所述深紫外LED发光结构目标层上得到多个互相分离的的深紫外LED发光区，具体包括以下步骤：
[0020]在所述深紫外LED发光结构目标层外旋转涂敷并固化光刻胶，形成光刻胶层；所述光刻胶包括正胶或负胶中的一种；
[0021]自所述光刻胶层对所述深紫外LED外延片进行光刻，得到深紫外LED光刻样品；
[0022]对所述深紫外LED光刻样品进行电感耦合刻蚀，在所述深紫外LED发光结构目标层上刻蚀出多个互相分离的的深紫外LED发光区；
[0023]去除所述光刻胶层。
[0024]进一步地，所述光刻包括非接触式光刻、接触式光刻、步进式光刻、电子束光刻和浸入式光刻中的至少一种。
[0025]进一步地，所述在所述深紫外LED发光结构目标层上制备水平结构电极，具体包括使用光刻电极、热蒸镀电极、磁控溅射电极、离子束溅射电极中的一种或多种方法制备，用于制作水平结构电极的电极材料包括In、Ag、Au、Cu、Ni、Cr和Au
‑
Sn合金中的一种或多种。
[0026]进一步地，所述将多个深紫外LED发光区中的水平结构电极进行共晶键合粘连，具体包括以下步骤：
[0027]在支撑衬底上涂敷共晶胶；
[0028]将支撑衬底上涂敷共晶胶的一面贴合在深紫外LED外延片的水平结构电极上；
[0029]将贴合支撑衬底的深紫外LED外延片置于共晶炉中进行共晶键合；其中，所述共晶键合包括低温真空键合、表面活化键合、压力键合、热压键合、胶粘键合中的至少一种。
[0030]进一步地，所述电化学腐蚀的腐蚀液为酸性溶液、碱性溶液、盐溶液中的一种。
[0031]本专利技术第二方面提供了一种共晶键合深紫外发光二极管，通过一种共晶键合深紫外发光二极管制备方法制备得到，包括深紫外LED发光结构目标层、水平电极和支撑衬底；其中，所述深紫外LED发光结构目标层上具有多个互相分离的深紫外LED发光区；所述水平电极位于深紫外LED发光区中，水平电极与支撑衬底共晶键合。
[0032]进一步地，所述深紫外LED发结构目标层中至少包括P
‑
GaN层，P
‑
AlGaN层、EBL层、InAlGaN/AlGaN MQWs多量子井结构和n
‑
AlGaN层；其中，P
‑
GaN层为空穴传输层，掺杂元素为Mg；P
‑
AlGaN层为空穴扩展层，掺杂元素为Mg；EBL层为电子阻挡层，构成元素为Al0.75Ga0.25N；InAlGaN/AlGaN MQWs多量子井结构为电子空穴复合发光层；n
‑
AlGaN层为电子传输层，掺杂元素为Si。
[0033]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术一种共晶键合深紫外发光二极管及其制备方法通过对III
‑
V族氮化物大功率深紫外LED的制备，使用共晶键合技术与电化学腐蚀技术，能够得到外延剥离的独立的氮化物深紫外LED结构。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种共晶键合深紫外发光二极管制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在初始生长衬底上依次生长成核层、后续生长缓冲层、电化学腐蚀反应层和深紫外LED发光结构目标层，得到深紫外LED外延片；对所述深紫外LED外延片进行光刻，通过电感耦合刻蚀在所述深紫外LED发光结构目标层上得到多个互相分离的的深紫外LED发光区；在所述深紫外LED发光结构目标层上制备水平结构电极；将多个深紫外LED发光区中的水平结构电极进行共晶键合粘连；对所述电化学腐蚀反应层进行电化学腐蚀，去除所述初始生长衬底、成核层、后续生长缓冲层和电化学腐蚀反应层。2.根据权利要求1所述的一种共晶键合深紫外发光二极管制备方法，其特征在于，所述在初始生长衬底上依次生长成核层、后续生长缓冲层、电化学腐蚀反应层和深紫外LED发光结构目标层，具体包括以下步骤：在所述初始生长衬底上外延生长非故意掺杂的AlN层，将所述非故意掺杂的AlN层作为成核层；在所述非故意掺杂的AlN层上外延生长轻掺杂的Al
0.5
Ga
0.5
N层，将所述轻掺杂的Al
0.5
Ga
0.5
N层作为后续生长缓冲层；在所述轻掺杂的Al
0.5
Ga
0.5
N层上外延生长重掺杂的Al
0.5
Ga
0.5
N层，将所述重掺杂的Al
0.5
Ga
0.5
N层作为电化学腐蚀反应层；在所述重掺杂的Al
0.5
Ga
0.5
N层上外延生长深紫外LED外延结构薄膜，将所述深紫外LED外延结构薄膜作为深紫外LED发光结构目标层。3.根据权利要求2所述的一种共晶键合深紫外发光二极管制备方法，其特征在于，所述外延生长，包括金属有机化学气相沉积外延、分子束沉积外延、物理气相沉积外延和离子束沉积外延中的一种或多种；所述深紫外LED外延结构薄膜中至少包括P
‑
GaN层，P
‑
AlGaN层、EBL层、InAlGaN/AlGaN MQWs多量子井结构和n
‑
AlGaN层；其中，P
‑
GaN层为空穴传输层，掺杂元素为Mg；P
‑
AlGaN层为空穴扩展层，掺杂元素为Mg；EBL层为电子阻挡层，构成元素为Al
0.75
Ga
0.25
N；InAlGaN/AlGaN MQWs多量子井结构为电子空穴复合发光层；n
‑
AlGaN层为电子传输层，掺杂元素为Si。4.根据权利要求1所述的一种共晶键合深紫外发光二极管制备方法，其特征在于，所述对所述深紫外LED外延片进行光刻，通过电感耦合刻蚀在所述深紫外LED...
【专利技术属性】
技术研发人员：王幸福，谢易成，杨玉青，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：
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