【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体光电领域，尤其涉及一种深紫外发光二极管器件及其制备方法。
技术介绍
1、在紫外线中，波长在200纳米至350纳米的光线被称为深紫外线。algan基紫外发光二极管器件因为其在空气净化、杀菌消毒、紫外光疗、生化检测、保密通信等领域的广泛应用前景而受到持续关注。
2、目前深紫外发光二极管器件的发光效率主要受两方面因素的影响。一是内量子效率，即将注入的电能转化为光能的效率，主要取决于半导体材料的外延质量和外延结构的设计。二是光提取效率，即将光子从外延片中提取出来的效率，将光子从外延片内提取出来并非易事。影响光提取效率的因素较多，其中一个关键的因素是半导体材料的折射率(2.16～2.6)要远大于衬底(例如蓝宝石：n＝1.8)和空气的折射率(n＝1.0)，根据斯涅尔定律，当光从光密介质进入光疏介质时，如果入射角大于临界值，则会发生全反射。这会导致从有源区发出来的大部分光在半导体/衬底、衬底/空气界面发生全反射而被限制在半导体层、衬底内部形成波导光，直至最终被吸收转化为热能。
3、因此，亟需一种深紫外发光二极管器件及其制备方法以解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种深紫外发光二极管器件及其制备方法，用于改善现有技术的深紫外发光二极管的光提取功率较低的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种深紫外发光二极管器件及其制备方法，包括依次层叠设置的衬底、本征层以及电子注入层，电子注入层包括多个凸台以及多
3、其中，深紫外发光二极管器件还包括光学调节层，光学调节层完全覆盖电子注入层、量子阱有源层、电子阻挡层以及空穴注入层并分别部分覆盖n型接触层和p型接触层；光学调节层的折射率介于空气的折射率与algan材料的折射率之间。
4、优选的，光学调节层的材料包括二氧化硅、氮化硅、氧化铪、氟化镁、二氧化钛以及氧化铝中的至少一种。
5、优选的，光学调节层包括由下至上层叠设置的第一功能层以及第二功能层，第二功能层的厚度小于或者等于第一功能层的厚度。
6、优选的，第一功能层以及第二功能层中的至少一层中远离电子注入层的一侧表面为粗化表面，粗化表面用于提取量子阱有源层发射的光线。
7、优选的，粗化表面具有多个周期性排列或者不规则排列的微结构，微结构为凹陷或者凸起。
8、优选的，微结构的边缘尺寸为15nm～100um。
9、相应的，本专利技术还提供一种如上任一项的深紫外发光二极管器件的制备方法，方法包括：
10、s10，在衬底上外延生长多个外延结构，每个外延结构包括依次层叠设置的本征层、电子注入层、量子阱有源层、电子阻挡层以及空穴注入层；
11、s20，对每个外延结构进行台面刻蚀处理，使电子注入层形成多个凸台以及多个位于相邻两个凸台之间的凹部，量子阱有源层、电子阻挡层以及空穴注入层分别位于凸台上；
12、s30，在电子注入层的凹部上形成n型接触层；
13、s40，在电子注入层的凸台上形成p型接触层；
14、s50，在外延结构上形成光学调节层，光学调节层完全覆盖电子注入层、量子阱有源层、电子阻挡层以及空穴注入层并分别部分覆盖n型接触层和p型接触层；
15、s60，在n型接触层上形成n型电极以及在p型接触层上形成p型电极；
16、其中，s50步骤中，光学调节层的折射率介于空气的折射率与algan材料的折射率之间。
17、优选的，s50步骤中，光学调节层包括由下至上层叠设置的第一功能层以及第二功能层，第二功能层的厚度小于或者等于第一功能层的厚度。
18、优选的，s50步骤还包括：对第一功能层以及第二功能层中的至少一层中远离电子注入层的一侧表面进行粗化处理以形成粗化表面，粗化表面用于提取量子阱有源层发射的光线。
19、优选的，粗化处理通过光刻工艺、aao膜图案化处理工艺、ps球图案化处理工艺、金属掩膜工艺、纳米压印工艺中的任意一种工艺并结合湿法刻蚀或者干法刻蚀实现。
20、本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术提供了一种深紫外发光二极管器件，包括依次层叠设置的衬底、本征层以及电子注入层，电子注入层包括多个凸台以及多个位于相邻两个凸台之间的凹部，凸台上依次形成有量子阱有源层、电子阻挡层、空穴注入层、p型接触层以及p型电极，凹部上依次形成有n型接触层以及n型电极，电子注入层、量子阱有源层、电子阻挡层以及空穴注入层均为algan材料，其中，深紫外发光二极管器件还包括光学调节层，光学调节层完全覆盖电子注入层、量子阱有源层、电子阻挡层以及空穴注入层并分别部分覆盖n型接触层和p型接触层；光学调节层的折射率介于空气的折射率与algan材料的折射率之间；本专利技术通过在深紫外发光二极管器件的外延结构表面设置光学调节层，光学调节层完全覆盖电子注入层、量子阱有源层、电子阻挡层以及空穴注入层并暴露出部分n型接触层和部分p型接触层，且光学调节层的折射率介于空气的折射率与algan材料的折射率之间，以使光学调节层的折射率介于外延结构表面与空气之间，从而降低了algan材料与空气界面的折射率差，进而降低了深紫外发光二极管器件发射的光线在外延结构表面与空气界面传播时产生的全反射效应，进一步提高了深紫外发光二极管器件的光提取效率。
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1.一种深紫外发光二极管器件，其特征在于，包括依次层叠设置的衬底、本征层以及电子注入层，所述电子注入层包括多个凸台以及多个位于相邻两个所述凸台之间的凹部，所述凸台上依次形成有量子阱有源层、电子阻挡层、空穴注入层、P型接触层以及P型电极，所述凹部上依次形成有N型接触层以及N型电极，所述电子注入层、所述量子阱有源层、所述电子阻挡层以及所述空穴注入层均为AlGaN材料；
2.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管器件，其特征在于，所述光学调节层的材料包括二氧化硅、氮化硅、氧化铪、氟化镁、二氧化钛以及氧化铝中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管器件，其特征在于，所述光学调节层包括由下至上层叠设置的第一功能层以及第二功能层，所述第二功能层的厚度小于或者等于所述第一功能层的厚度。
4.根据权利要求3所述的深紫外发光二极管器件，其特征在于，所述第一功能层以及所述第二功能层中的至少一层中远离所述电子注入层的一侧表面为粗化表面，所述粗化表面用于提取所述量子阱有源层发射的光线。
5.根据权利要求4所述的深紫外发光二极管器件，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的深紫外发光二极管器件，其特征在于，所述微结构的边缘尺寸为15nm～100um。
7.一种如权利要求1至6任一项所述的深紫外发光二极管器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
8.根据权利要求7所述的深紫外发光二极管器件的制备方法，其特征在于，所述S50步骤中，所述光学调节层包括由下至上层叠设置的第一功能层以及第二功能层，所述第二功能层的厚度小于或者等于所述第一功能层的厚度。
9.根据权利要求8所述的深紫外发光二极管器件的制备方法，其特征在于，所述S50步骤还包括：对所述第一功能层以及所述第二功能层中的至少一层中远离所述电子注入层的一侧表面进行粗化处理以形成粗化表面，所述粗化表面用于提取所述量子阱有源层发射的光线。
10.根据权利要求9所述的深紫外发光二极管器件的制备方法，其特征在于，所述粗化处理通过光刻工艺、AAO膜图案化处理工艺、PS球图案化处理工艺、金属掩膜工艺、纳米压印工艺中的任意一种工艺并结合湿法刻蚀或者干法刻蚀实现。
...【技术特征摘要】
1.一种深紫外发光二极管器件，其特征在于，包括依次层叠设置的衬底、本征层以及电子注入层，所述电子注入层包括多个凸台以及多个位于相邻两个所述凸台之间的凹部，所述凸台上依次形成有量子阱有源层、电子阻挡层、空穴注入层、p型接触层以及p型电极，所述凹部上依次形成有n型接触层以及n型电极，所述电子注入层、所述量子阱有源层、所述电子阻挡层以及所述空穴注入层均为algan材料；
2.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管器件，其特征在于，所述光学调节层的材料包括二氧化硅、氮化硅、氧化铪、氟化镁、二氧化钛以及氧化铝中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管器件，其特征在于，所述光学调节层包括由下至上层叠设置的第一功能层以及第二功能层，所述第二功能层的厚度小于或者等于所述第一功能层的厚度。
4.根据权利要求3所述的深紫外发光二极管器件，其特征在于，所述第一功能层以及所述第二功能层中的至少一层中远离所述电子注入层的一侧表面为粗化表面，所述粗化表面用于提取所述量子阱有源层发射的光线。
5.根据权利要求4所述的深紫外发光二极管器件，其特征在于，所述粗...
【专利技术属性】
技术研发人员：张爽，张顺，李红霞，张会雪，
申请(专利权)人：湖北深紫科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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