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专利号: 2017106400942
申请人: 广东工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种紫外LED芯片,其特征在于,包括:

衬底;

基于所述衬底表面依次生长的外延结构、以及在外延结构中设置的绝缘层和凹槽接触层;

位于所述外延结构一侧背离所述衬底的基板,所述基板朝向所述衬底一侧表面设有布线层、P电极、N电极和中间电极;

其中,

所述外延结构包括:

基于所述衬底表面依次生长的氮化铝成核层、超晶格层、N型氮化镓铝层、量子阱层、电子阻挡层、第一P型导电层、第二P型导电层、金属反射层和薄膜导电层;

所述绝缘层位于所述外延结构的中部,用于隔离所述外延结构,并将所述外延结构分隔成第一外延结构和第二外延结构;

所述凹槽接触层贯穿所述第一外延结构的一部分,与所述第一外延结构的N型氮化镓铝层电连接,与所述第一外延结构的其他结构绝缘,所述凹槽接触层设有一个背离所述绝缘层一侧的斜面;

所述P电极与所述第一外延结构中的薄膜导电层电连接,所述N电极与所述第二外延结构的N型氮化镓铝层电连接,所述中间电极与所述凹槽接触层和所述第二外延结构中的薄膜导电层电连接。

2.根据权利要求1所述的紫外LED芯片,其特征在于,所述N型氮化镓铝层包括:第一N型氮化镓铝层和第二N型氮化镓铝层;

其中,

所述第二N型氮化镓铝层位于所述第一N型氮化镓铝层背离所述超晶格层一侧;

所述第二N型氮化镓铝层的外延材料掺杂浓度小于所述第一N型氮化镓铝层的掺杂浓度;

所述第二N型氮化镓铝层的外延层厚度小于所述第一N型氮化镓铝层的厚度。

3.根据权利要求2所述的紫外LED芯片,其特征在于,所述外延结构还包括:位于所述第一N型氮化镓铝层和第二N型氮化镓铝层之间的N型电子能量调节层;

所述N型电子能量调节层的介电常数小于所述第一N型氮化镓铝层和第二N型氮化镓铝层的介电常数,且所述N型电子能量调节层的外延材料掺杂浓度大于所述第一氮化镓铝层和第二氮化镓铝层的掺杂浓度。

4.根据权利要求3所述的紫外LED芯片,其特征在于,还包括:覆盖所述第一外延结构和第二外延结构裸露台面和侧壁的钝化层;

所述钝化层还具有第一连接部,所述第一连接部位于所述中间电极与所述第一外延结构之间以及所述凹槽接触层背离所述绝缘层一侧,以使所述凹槽接触层与所述第一外延结构中的第一N型氮化镓铝层电连接,且与所述第一外延结构的其他结构绝缘。

5.根据权利要求2所述的紫外LED芯片,其特征在于,所述第二N型氮化镓铝层的厚度为

0.1μm±0.01μm,包括端点值。

6.根据权利要求3所述的紫外LED芯片,其特征在于,所述外延结构还包括:位于所述第二N型氮化镓铝层与所述量子阱层之间的电流扩展层。

7.根据权利要求3所述的紫外LED芯片,其特征在于,还包括:第一电极接触层和第二电极接触层;

所述钝化层还包括第二连接部,其中,

所述第一电极接触层贯穿所述第一外延结构的薄膜导电层,所述P电极通过所述第一电极接触层与所述第一外延结构的金属反射层电连接;

所述第二电极接触层部分贯穿所述第二外延结构,所述N电极通过所述第二电极接触层与所述第二外延结构的第一N型氮化镓铝层电连接;

所述第二连接部环形覆盖所述第二电极接触层侧壁,以使所述第二电极接触层与所述第二外延结构的其他结构绝缘。

8.一种紫外LED芯片的制备方法,其特征在于,包括:提供衬底;

在所述衬底表面一侧依次制备的氮化铝成核层、超晶格层、N型氮化镓铝层、量子阱层、电子阻挡层、第一P型导电层、第二P型导电层、金属反射层和薄膜导电层;

从所述外延结构的中部进行刻蚀,使所述外延结构的N型氮化镓铝层暴露出来,形成第一凹槽,且所述第一凹槽设有一斜面;

从所述第一凹槽背离所述斜面一侧的外延结构最表面进行刻蚀或者接着从第一凹槽所暴露出的第一N型氮化镓铝层背离所述斜面一侧继续进行刻蚀,形成第二凹槽,所述第二凹槽贯穿整个所述外延结构,使所述衬底暴露出来,并使所述外延结构分为第一外延结构和第二外延结构;

在所述第一凹槽中填充介质材料,形成导电的凹槽接触层,所述凹槽接触层与所述第一外延结构的第一N型氮化镓铝层电连接,且与所述第一外延结构的其他结构绝缘;

在所述第二凹槽中填充绝缘材料,形成绝缘层,用于隔离所述第一外延结构和第二外延结构;

提供基板;

在所述基板表面形成布线层;

在所述布线层表面形成P电极、N电极和中间电极;

将所述基板与所述衬底进行组装,以使所述P电极与所述第一外延结构的第二P型导电层电连接,所述N电极与所述第二外延结构的第一N型氮化镓铝层电连接,所述中间电极与所述凹槽接触层和第二外延结构的第二P型导电层电连接。

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述在所述衬底表面一侧依次制备的氮化铝成核层、超晶格层、N型氮化镓铝层、量子阱层、电子阻挡层、第一P型导电层、第二P型导电层、金属反射层和薄膜导电层包括:在所述衬底表面一侧依次制备的氮化铝成核层、超晶格层、第一N型氮化镓铝层、N型电子能量调节层、第二N型氮化镓铝层、电流扩展层、量子阱层、电子阻挡层、第一P型导电层、第二P型导电层、薄膜导电层和钝化层;其中,所述第一N型氮化镓铝层和第二N型氮化镓铝层共同构成所述N型氮化镓铝层,并且所述第二N型氮化镓铝层的外延材料掺杂浓度小于所述第一N型氮化镓铝层的掺杂浓度。