本发明专利技术属于芯片制备技术领域，具体涉及一种深紫外LED倒装芯片及其制备方法，包括蓝宝石衬底、氮化铝模板层、AlN/AlGaN超晶格应力缓冲层、n型AlGaN层、n型欧姆接触电极、多量子阱结构层、电子阻挡层、p型AlGaN层、p型电极，所述蓝宝石衬底上生长有氮化铝模板层，所述氮化铝模板层上生长有AlN/AlGaN超晶格应力缓冲层。本发明专利技术的p型电极在形成第一p型欧姆接触电极时保证了低的接触电阻率；本发明专利技术的第二p型扩大电极的面积大于第一p型欧姆接触电极的结构设计，克服了第一p型欧姆接触电极边缘电荷集中的问题，保证了芯片的可靠性。本发明专利技术用于LED倒装芯片的制备。倒装芯片的制备。倒装芯片的制备。
【技术实现步骤摘要】
一种深紫外LED倒装芯片及其制备方法
[0001]本专利技术属于芯片制备
，具体涉及一种深紫外LED倒装芯片及其制备方法。
技术介绍
[0002]近年来，随着全球LED行业技术的进步，LED发光波段已由可见光波段拓展到紫外、深紫外波段，紫外LED具有光催化、医疗光线疗法、保健与空气净化、杀菌等作用。
[0003]目前深紫外AlGaN材料的280nm以下的深紫外LED外量子效率已超过5%，对应发光功率大于8MW，寿命达5000h。由于高的技术壁垒、紧张的供应链资源，致使市场上UVC的产品价格仍然很昂贵。因此降低单位光功率的价格，发挥技术提升的价值，提高芯片的出光效率，是技术人员仍然持续解决的难题，另外，LED抗静电能力的高低是LED可靠性的核心体现，即便亮度和电性指标都很好，一旦抗静电指标低，那就很容易遭受到静电损害而死灯。LED的抗静电指标好不仅仅意味能适用在各类产品和各种环境里面，还可以作为LED可靠性的综合体现。
[0004]然而由于深紫外芯片外延生长条件苛刻，位错密度大，深紫外芯片ESD(Electro
‑
Static Discharge，即静电放电)数值一直处于2000V以下，目前在深紫外的芯片制程中，为了提升芯片的抗静电性能力，往往制定了严格的抗静电保护措施，即便把静电防护措施做到最好，LED也未必能完全避免静电损伤，因为LED是否收到静电损伤取决两方面：第一，静电的能量 (电压)是否高出了LED本身的承受能力；第二，LED的抗静电能力是否比较强。也就是说，如果LED抗静电能力比较强，那么它遭受静电损伤就小很多。有些抗静电比较差的LED就算采用了多重防静电措施，可一旦做成产品后还是很容易出现被静电击穿而死灯暗灯。因此，提升LED芯片本身的抗静电能力，是技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
[0005]针对上述现有的深紫外芯片抗静电能力差的技术问题，本专利技术提供了一种深紫外LED倒装芯片及其制备方法，在p型AlGaN层制作特殊的电极结构，该p型电极在形成第一p型欧姆接触电极保证了低的接触电阻率，并且第二p型扩大电极的面积大于第一p型欧姆接触电极的结构设计，克服了第一p型欧姆接触电极边缘电荷集中的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种深紫外LED倒装芯片，包括蓝宝石衬底、氮化铝模板层、AlN/AlGaN 超晶格应力缓冲层、n型AlGaN层、n型欧姆接触电极、多量子阱结构层、电子阻挡层、p型AlGaN层、p型电极，所述蓝宝石衬底上生长有氮化铝模板层，所述氮化铝模板层上生长有AlN/AlGaN 超晶格应力缓冲层，所述AlN/AlGaN 超晶格应力缓冲层上生长有n型AlGaN层，所述n型AlGaN层上的一侧生长有n型欧姆接触电极，所述n型AlGaN层上的另一侧生长有多量子阱结构层，所述多量子阱结构层上生长有电子阻挡层，所述电子阻挡层上生长有p型AlGaN层，所述p型AlGaN层上生长有p型电极，所述p型电极包括第一p型欧姆接触电极和第二p型扩大电极，所述第一p型欧姆接触电极生长在p型AlGaN层上，所述第二p型扩大电极生长在第一p型欧姆
接触电极上，所述第二p型扩大电极的面积大于第一p型欧姆接触电极，所述第二p型扩大电极的材料采用掺铝氧化锌。
[0007]所述p型电极上沉积有SiO2钝化层，所述SiO2钝化层上光刻有孔洞，所述SiO2钝化层上蒸镀有焊盘电极，所述焊盘电极通过SiO2钝化层的孔洞与p型电极相连接。
[0008]一种深紫外LED倒装芯片的制备方法，包括下列步骤：S1、在蓝宝石衬底上依次形成氮化铝模板层、AlN/AlGaN 超晶格应力缓冲层、n型AlGaN层、多量子阱结构层、电子阻挡层、p型AlGaN层，得到基础外延片；S2、对p型AlGaN层进行部分区域刻蚀，部分区域刻蚀的方法采用光刻与干法刻蚀，刻蚀出MESA台面；S3、刻蚀区域需要刻蚀部分为p型AlGaN层、电子阻挡层、多量子阱结构层，刻蚀后暴露出n型AlGaN层；S4、通过光刻与蒸镀工艺在暴露的n型AlGaN层上蒸镀n型薄膜电极，n型薄膜电极为CrAlTiAu、CrAlNiAu、TiAuNiAu、TiAlTiAu或CrTiAlNiAuTi；S5、n型薄膜电极在N2氛围下进行高温退火形成n型欧姆接触电极，退火温度大于800℃，退火时间为30s
ꢀ‑
360s；S6、通过光刻与蒸镀工艺在p型AlGaN层上蒸镀p型薄膜电极，p型薄膜电极采用高功函数的金属；S7、p型薄膜电极在O2氛围下进行低温退火形成第一p型欧姆接触电极，退火温度为450℃
‑
650℃，退火时间为180s
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780s；S8、通过光刻与蒸镀工艺在第一p型欧姆接触电极上制备第二p型扩大电极；所述第二p型扩大电极的面积大于第一p型欧姆接触电极；S9、通过沉积、光刻、湿法腐蚀工艺在第二p型扩大电极上形成SiO2钝化层，通过光刻与蒸镀工艺在SiO2钝化层上形成焊盘电极，从而制备出深紫外LED倒装芯片。
[0009]所述S2中的MESA台面的刻蚀深度为400 nm
ꢀ‑
800nm。
[0010]所述S6中p型薄膜电极采用NiAu、NiRh、NiAuTi、NiRhTi或NiAuNiRhTi。
[0011]所述S4中n型薄膜电极为CrTiAlNiAuTi，所述S6中的p型薄膜电极为NiAuTi，所述p型薄膜电极的厚度在50nm
‑
80nm之间。
[0012]所述第二p型扩大电极的面积比第一p型欧姆接触电极扩大3
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10μm2；所述第二p型扩大电极的材料采用掺铝氧化锌，所述掺铝氧化锌的厚度为500 nm
ꢀ‑
800nm。
[0013]所述S8中第二p型扩大电极的制备方法为：先电子束蒸发氧化锌，然后电子束蒸发铝层，再用退火方式获得掺铝氧化锌；电子束蒸发氧化锌的温度为200℃
‑
300℃，镀膜速率为0.3
ꢀÅ
/S
ꢀ‑3Å
/S，选用靶材为细粒状ZnO颗粒或锭状ZnO，镀锅公转速率为25 r/min～65r/min，镀锅自转速率为50 r/min～80r/min。
[0014]所述S9中SiO2钝化层的厚度为300 nm
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1500nm，所述焊盘电极厚度为3μm
ꢀ‑
6μm。
[0015]本专利技术与现有技术相比，具有的有益效果是：本专利技术的p型电极在形成第一p型欧姆接触电极时保证了低的接触电阻率；本专利技术的第二p型扩大电极的面积大于第一p型欧姆接触电极的结构设计，克服了第一p型欧姆接触电极边缘电荷集中的问题，分散了电流密度，大幅度提升了芯片的抗静电能力，保证了芯片的可靠性。并且本专利技术的第二p型扩大电极取消了Ni/Cr等粘附性金属，而是通过退火的
方式获得掺铝氧化锌，既有Al的反射效果，又减少了粘附性金属对光的吸收，提升了芯片的光功率。本专利技术增加了第二p型扩本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种深紫外LED倒装芯片，其特征在于：包括蓝宝石衬底（101）、氮化铝模板层（102）、AlN/AlGaN 超晶格应力缓冲层（103）、n型AlGaN层（104）、n型欧姆接触电极（105）、多量子阱结构层（201）、电子阻挡层（202）、p型AlGaN层（203）、p型电极（204），所述蓝宝石衬底（101）上生长有氮化铝模板层（102），所述氮化铝模板层（102）上生长有AlN/AlGaN 超晶格应力缓冲层（103），所述AlN/AlGaN 超晶格应力缓冲层（103）上生长有n型AlGaN层（104），所述n型AlGaN层（104）上的一侧生长有n型欧姆接触电极（105），所述n型AlGaN层（104）上的另一侧生长有多量子阱结构层（201），所述多量子阱结构层（201）上生长有电子阻挡层（202），所述电子阻挡层（202）上生长有p型AlGaN层（203），所述p型AlGaN层（203）上生长有p型电极（204），所述p型电极（204）包括第一p型欧姆接触电极（2041）和第二p型扩大电极（2042），所述第一p型欧姆接触电极（2041）生长在p型AlGaN层（203）上，所述第二p型扩大电极（2042）生长在第一p型欧姆接触电极（2041）上，所述第二p型扩大电极（2042）的面积大于第一p型欧姆接触电极（2041），所述第二p型扩大电极（2042）的材料采用掺铝氧化锌。2.根据权利要求1所述的一种深紫外LED倒装芯片，其特征在于：所述p型电极（204）上沉积有SiO2钝化层（205），所述SiO2钝化层（205）上光刻有孔洞，所述SiO2钝化层（205）上蒸镀有焊盘电极（206），所述焊盘电极（206）通过SiO2钝化层（205）的孔洞与p型电极（204）相连接。3.一种深紫外LED倒装芯片的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：S1、在蓝宝石衬底（101）上依次形成氮化铝模板层（102）、AlN/AlGaN 超晶格应力缓冲层（103）、n型AlGaN层（104）、多量子阱结构层（201）、电子阻挡层（202）、p型AlGaN层（203），得到基础外延片；S2、对p型AlGaN层（203）进行部分区域刻蚀，部分区域刻蚀的方法采用光刻与干法刻蚀，刻蚀出MESA台面；S3、刻蚀区域需要刻蚀部分为p型AlGaN层（203）、电子阻挡层（202）、多量子阱结构层（201），刻蚀后暴露出n型AlGaN层（104）；S4、通过光刻与蒸镀工艺在暴露的n型AlGaN层（104）上蒸镀n型薄膜电极，n型薄膜电极为CrAlTiAu、CrAlNiAu、TiAuNiAu、TiAlTiAu或CrTiAlNiAuTi；S5、n型薄膜电极在N2氛围下进行高温退火形成n型欧姆接触电极（105），退火温度大于800℃，退火时间为30s
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【专利技术属性】
技术研发人员：张晓娜，
申请(专利权)人：山西中科潞安紫外光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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