[发明专利]基于复合转移衬底的垂直结构深紫外LED器件及其制备方法

权利要求书

1.一种基于复合转移衬底的垂直结构深紫外LED器件，其特征在于，自上到下依次包括AlN层(21)、深紫外外延结构、反光镜层、过渡金属层(61)及导电衬底(6)，其中，深紫外外延结构包括第一深紫外外延结构及第二深紫外外延结构，反光镜层包括第一反光镜层(41)及第二反光镜层(42)，其中，第一反光镜层(41)及第二反光镜层(42)均位于过渡金属层(61)上，且第一反光镜层(41)与第二反光镜层(42)之间有第一间隙，第一深紫外外延结构位于第一反光镜层(41)上，第一深紫外外延结构的上表面与AlN层(21)的底面相接触，第二深紫外外延结构位于第二反光镜层(42)上，且第二深紫外外延结构的上表面与AlN层(21)的底面相接触，且第一深紫外外延结构与第二深紫外外延结构之间有第二间隙，且第一间隙与第二间隙相连通形成刻蚀走道，AlN层(21)的中部断开，且AlN层(21)上断开的位置正对第二间隙，第一N面电极(100)的下端自上到下穿过AlN层(21)与第一深紫外外延结构的上表面相接触，第二N面电极(101)的下端自上到下穿过AlN层(21)与第二深紫外外延结构的上表面相接触。

2.根据权利要求1所述的基于复合转移衬底的垂直结构深紫外LED器件，其特征在于，还包括第一外延结构保护层(51)、第二外延结构保护层(52)及第三外延结构保护层(53)，其中，第一外延结构保护层(51)位于刻蚀走道内，第一外延结构保护层(51)的一侧覆盖于第一深紫外外延结构一侧的侧面及底面上，第一外延结构保护层(51)的另一侧覆盖于第二深紫外外延结构一侧的侧面及底面上，第一外延结构保护层(51)的中部覆盖于AlN层(21)的底部上，AlN层(21)上断开的位置正对第一外延结构保护层(51)的中部；

第二外延结构保护层(52)覆盖于AlN层(21)的底部和第一深紫外外延结构另一侧的侧面及底面上，第三外延结构保护层(53)覆盖于AlN层(21)的底部和第二深紫外外延结构另一侧的侧面及底面上。

3.根据权利要求2所述的基于复合转移衬底的垂直结构深紫外LED器件，其特征在于，第一深紫外外延结构及第二深紫外外延结构均自上到下依次包括AlGaN层(22)、量子阱层(23)及AlGaN/GaN层(24)，AlGaN/GaN层(24)位于过渡金属层(61)的表面，第一N面电极(100)的下端与第一深紫外外延结构中AlGaN层(22)的上表面相接触；第二N面电极(101)的下端与第二深紫外外延结构中AlGaN层(22)的上表面相接触。

4.一种权利要求3所述的基于复合转移衬底的垂直结构深紫外LED器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在蓝宝石衬底(1)上生长AlN层(21)，然后在AlN层(21)的表面上反向生长深紫外外延结构；

2)用激光划片在深紫外外延结构上划出两条划痕(3)，并使AlN层(21)的中部断开，然后采用干法刻蚀技术去除两条划痕(3)之间的深紫外外延结构，以形成第一深紫外外延结构、第二深紫外外延结构及第二间隙；

3)在第一深紫外外延结构的上表面及第二深紫外外延结构的上表面分别制作第一反光镜层(41)及第二反光镜层(42)；

4)采用低温沉积或溅射的方式在蓝宝石衬底(1)的表面、第一深紫外外延结构表面、第二深紫外外延结构的表面、第一反光镜层(41)的表面及第二反光镜层(42)的表面制作保护层(5)，然后去除第一反光镜层(41)表面及第二反光镜层(42)表面的保护层(5)，以形成第一外延结构保护层(51)、第二外延结构保护层(52)及第三外延结构保护层(53)，得外延片；

5)将低温导电材料平铺于导电衬底(6)上，然后采用加热的方式使低温导电材料处于半融化状态，从而在导电衬底(6)上形成过渡金属层(61)，得复合转移衬底；

6)将步骤4)得到的外延片在竖直方向旋转180°，然后再将外延片转移到复合转移衬底上，其中，外延片中第一反光镜层(41)及第二反光镜层(42)的下表面与过渡金属层(61)的表面相接触，然后将过渡金属层(61)加热至低温导电材料的熔点；

7)激光剥离去除蓝宝石衬底(1)，再将AlN层(21)进行干法刻蚀减薄后粗化，并在粗化后的AlN层(21)上制作第一N面电极(100)及第二N面电极(101)，得基于复合转移衬底的垂直结构深紫外LED器件。