[发明专利]垂直结构近紫外发光二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种垂直结构近紫外发光二极管，其特征在于，包括：

导电衬底，所述导电衬底具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；

金属反射层，位于所述第一表面；

剥离生长衬底、并去除缓冲层和未掺杂的GaN层后的氮化物外延层，位于所述金属反射层表面，包括沿垂直于所述导电衬底的方向依次叠置的P型GaN层、量子阱层、准备层和减薄后的N型AlGaN层，所述氮化物外延层的厚度小于所述垂直结构近紫外发光二极管发射的近紫外光的波长，以使得所述垂直结构近紫外发光二极管不受约束模式的限制；所述垂直结构近紫外发光二极管发出的近紫外光的波长范围为380nm～400nm，所述氮化物外延层的厚度在300nm以下；

于所述生长衬底中初始生长的所述N型AlGaN层包括相互叠置的第一N型AlGaN层和第二N型AlGaN层，其中，所述第二N型AlGaN层位于所述第一N型AlGaN层与所述准备层之间，所述第一N型AlGaN层与所述第二N型AlGaN层中Al、Ga的含量都呈渐变式分布；

N型电极，位于所述N型AlGaN层表面；

P型电极，位于所述第二表面，所述N型电极与所述P型电极位于所述导电衬底的相对两侧，使得电流沿垂直于所述导电衬底的方向流过所述氮化物外延层，提高了电注入效率；

所述垂直结构近紫外发光二极管呈台阶状结构；所述台阶状结构包括下台阶以及由所述氮化物外延层构成的上台阶；所述下台阶包括所述P型电极、所述导电衬底与所述金属反射层，且所述下台阶沿平行于所述导电衬底的方向突出于所述上台阶，便于后续在所述氮化物外延层表面形成钝化层，以对所述氮化物外延层进行保护。

2.根据权利要求1所述的垂直结构近紫外发光二极管，其特征在于，还包括位于所述导电衬底与所述金属反射层之间的NiSn键合层。

3.根据权利要求1所述的垂直结构近紫外发光二极管，其特征在于，所述P型GaN层的厚度为80nm~100nm，所述量子阱层的厚度为98nm~118nm，所述准备层的厚度为95nm~115nm。

4.一种垂直结构近紫外发光二极管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

键合一生长衬底和一导电衬底，所述生长衬底表面具有氮化物外延层和金属反射层，所述氮化物外延层包括沿垂直于所述生长衬底的方向依次叠置的缓冲层、未掺杂的GaN层、N型AlGaN层、准备层、量子阱层、P型GaN层，所述金属反射层位于所述P型GaN层表面；所述导电衬底包括第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面具有P型电极；

剥离所述生长衬底；

于所述生长衬底中初始生长的所述N型AlGaN层包括相互叠置的第一N型AlGaN层和第二N型AlGaN层，其中，所述第二N型AlGaN层位于所述第一N型AlGaN层与所述准备层之间，所述第一N型AlGaN层与所述第二N型AlGaN层中Al、Ga的含量都呈渐变式分布；

刻蚀所述氮化物外延层至所述N型AlGaN层，去除所述缓冲层和所述未掺杂的GaN层，并减薄所述N型AlGaN层，使得残留的所述氮化物外延层的厚度小于所述垂直结构近紫外发光二极管发射的近紫外光的波长，以使得所述垂直结构近紫外发光二极管不受约束模式的限制；

于残留的所述氮化物外延层中定义器件区域；

刻蚀所述器件区域周围的残留的所述氮化物外延层至所述金属反射层，形成台阶状结构；所述台阶状结构包括下台阶以及由器件区域内的残留的所述氮化物外延层构成的上台阶；所述下台阶包括所述P型电极、所述导电衬底与所述金属反射层，且所述下台阶沿平行于所述导电衬底的方向突出于所述上台阶，便于后续在所述氮化物外延层表面形成钝化层，以对所述氮化物外延层进行保护；

形成N型电极于残留的所述N型AlGaN层表面，所述N型电极与所述P型电极位于所述导电衬底的相对两侧，使得电流沿垂直于所述导电衬底的方向流过所述氮化物外延层，提高了电注入效率；所述垂直结构近紫外发光二极管发出的近紫外光的波长范围为380nm～400nm，所述氮化物外延层的厚度在300nm以下。