一种深紫外半导体发光器件制造技术

本发明专利技术公开了一种深紫外半导体发光器件，它包括一带有导电通道的散热基板；一发光外延结构，依次由n型半导体层、发光层、p型半导体层构成，其有两个主表面，一侧为出光面，另一侧为非出光面；一带有微光通道的半导体覆盖层，形成在发光外延结构的非出光面一侧；一反射层形成在半导体覆盖层上；基板与反射层连接。本发明专利技术将发光外延结构连结到带导电通道的散热基板上，有效的解决其散热问题，发光外延结构的远离出光面的一侧覆盖层带有微光通道，加上反射层，发光体产生的光大部分从光学机械支持结构的一侧输出，避免了覆盖层p-GaN吸收紫外线，有效地提高了出光效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体发光器件，更具体地为一种深紫外半导体发光器件，其发光波长为100nnT315nm。
技术介绍
紫外线覆盖波长范围为lOOnmlOOnm。一般，UVA的波长范围指400 315歷；UVB的波长范围指315 280nm ；UVC的波长范围指^iTlOOnm。对比荧光发光和气体放电发光，发光二极管的发光方法可更有效率。紫外线发光二极管可以发出紫外范围的光(从100-400·)，但是实际在365nm波长以下，发光效率非常有限。在365nm波长其发光效率在5、％，在395nm波长接近20%，较长波段的紫外线发光效率比较好。这些紫外线发光二极管已经开始应用于紫外线固化材料，光催化净化空气器，伪钞鉴定，光线疗法，白光二极发光管和日光浴机。在目前现有技术，紫外线二极发光管光强度已经接近3000 mff/cm2 (30 kW/π )。伴随目前先进光引发剂和树脂合成配方的发展，将扩大紫外线发光二极管应用在固化材料开发范围。同时，UVC 有着杀菌紫外线，可以有效应用于消毒和杀菌，净化水，和医疗中有一系列的应用。所以提升紫外线发光二极管光通量技术发展对紫外线发光二极管未来应用领域影响重大。通常，紫外线发光二极管具有多层不同材料结构。材料与厚度的选择影响到LED 的发光波长。为提升取光效率，这些多层结构都是选择不同的化学成分组成，以促进光电载流子独立进入复合区(一般是量子阱)。在量子阱一侧掺以施子原子从而提高电子的浓度(N 型层)，另外一侧掺以受子原子从而提高空洞的浓度(P型层)。紫外线发光二极管包括电子接触结构，根据不同器件的性质可选择不同电极结构连接电源，电源可通过接触结构为器件提供电流。接触结构将电流沿着器件表面注入发光区里面并转换成光。在紫外线发光二极管表面可用导电材料做成接触结构，但是这些结构会阻止光的发射从而降低光通量。如图1所示，列出了一个现有技术的发光体芯片结构，其中包括单晶衬底120，掺杂N型半导体层101，发光层102，掺杂P型半导体层103和一覆盖层104用来制备低电阻率接触。在这些芯片结构中，表面外延覆盖层P-GaN层会吸收从发光体产生的紫外线，特别是波长在^(Tl00nm。由于电阻高，在大电流驱动下，紫外线发光二极管的散热性不好，影响器件的性能。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种深紫外半导体发光器件。本专利技术解决上述问题的技术方案为一种深紫外半导体发光器件，包括一带有导电通道的散热基板；一发光外延结构，依次由η型半导体层、发光层、P型半导体层构成， 其有两个主表面，一侧为出光面，另一侧为非出光面；一带有微光通道的半导体覆盖层，形成在发光外延结构的非出光面一侧；一反射层形成在半导体覆盖层上；基板与反射层连接。优选地，本专利技术之发光层所产生的光波长为100ηπΓ315ηπι。优选地，本专利技术之所述半导体覆盖层上的微光通道的面积低于覆盖层表面积的 80%。优选地，本专利技术之所述基板与反射层之间有一金属结构。优选地，所述金属结构包含欧姆金属接触层和键合层。优选地，所述键合层由导电材料组成，材料的电阻率在1.0 χ 10-8 1.0 χ 10 -4Ω.πι0优选地，所述反射层的材料选自Al，Ag，Pt或Au。优选地，所述反射层的厚度为50 IOOOnm本专利技术将发光外延结构连结到带导电通道的散热基板上，有效的解决其散热问题，发光外延结构的远离出光面的一侧覆盖层带有微光通道，加上反射层，发光体产生的光大部分从光学机械支持结构的一侧输出，避免了覆盖层P-GaN吸收紫外线，有效地提高了出光效率。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。图1为一个现有技术的半导体发光器件的结构示意图。图2为本专利技术之半导体发光器件示意图。图4为本专利技术半导体发光器件的发光方向的路径示意图。图5 图9为本专利技术半导体发光器件制造过程的截面示意图。图中各标号为发光外延结构100，η型半导体接触层101，发光层102，ρ半导体接触层103，ρ型半导体覆盖层104，微光通道105，金属结构110，金属反射层111，欧姆金属接触层112，键合层113，单晶衬底120，散热基板200，通孔201，导电通道202。具体实施例方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式。需要说明的是，在不冲突的情况下本专利技术实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，这些均落在本专利技术的保护范围之内。本专利技术中，在发光外延结构中可取η型半导体层、P型半导体层两侧之任意一侧为出光面，以下实施例均以η型半导体层一侧为出光面，因取ρ型层一侧为出光面与η型层一侧的原理基本相同，故不再重复描述。实施例一如图2所示，一种深紫外半导体发光器件，包括散热基板200，金属结构110，反射层 111，发光外延结构100。散热基板200用于支撑发光外延结构，由导热性能好的材料构成，可为陶瓷或硅片，其上设有系列通孔201，考虑到该基板的应力承受度，其总面积最好小于基座衬底总面积的60%，在这里取40%左右。在通孔内填充导电材料形成导电通道202，用于将电流传送到发光外延结构中，用激发发光层发光。金属结构110由欧姆金属接触层112和键合层113构成。其中键合层113由导电材料组成，材料的电阻率在1.0 X 10_8到1.0 X 10 _4Ω.πι之间，熔点在200°C以上；接触层 112由导电材料组成，材料的电阻率在1.0 χ 10_8到1.0 χ 10 4 Ω.πι之间，其材料可以从 Au，Ag，Cu，Al，Pt 中选择。金属反射层111位于金属结构110与发光外延结构100之间，与欧姆金属接触层 112连接。金属反射层111的材料首选NiAu，厚度在50-1000nm之间，也可以是包括Al、Ag、 Ni、Au、Cu、Pd和Rh中的一种合金制成。发光外延结构100，包括η型半导体接触层101 (如Ii-AlxGivxM),发光层102 (如 AlxGiVxNAi-AlxGiVxN,可为多量子阱或单量子阱结构)，ρ半导体接触层103(如P-AlxGiVxN), P型半导体覆盖层104 (P-GaN)0其中，ρ型半导体覆盖层104设有系列微光通道105，其面积最好不超过总面积的80%。在P型层表面制备微光通道105从而增强透光量达到反射层表面，将光反射出来，有效提升发光率。为了更好地增强取光效率，可在发光侧η型半导体接触层101表面做增光处理。如图3所示，发光器件通过基板200的导电通道202接通外部电流，发光层102在电流激发下发射光线。其中直射光直接穿过η层型101，通过表面的增光结构直接射出，反射光穿过P型半导体层覆盖层104的微光通道105，通过金属反射层111的反射，射向出光方向，进而有效减少了 P型半导体层覆盖层104对紫外光的吸收，提高的出光效率。实施例二 本实施例为实施例一所述的深紫外半导体发光器件的制备工艺，其包含衬底剥离方法、将发光体结构转移至带导电通路高导热基座衬底板上的制备方法及P层微光通道的制备方法。P层微光通道可用干蚀刻或者化学湿法蚀刻实现。在两种技术中，可先利用光刻胶进行保护。利用光刻方法形成所需要的图案，然后蚀刻出所需要的图形，去除本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种深紫外半导体发光器件，包括：一带有导电通道的散热基板；一发光外延结构，依次由ｎ型半导体层、发光层、ｐ型半导体层构成，其有两个主表面，一侧为出光面，另一侧为非出光面；其特征在于，还包括一带有微光通道的半导体覆盖层，形成在发光外延结构的非出光面一侧；一反射层形成在半导体覆盖层上；基板与反射层连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文欣，钟志白，梁兆煊，
申请(专利权)人：厦门市三安光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：92