[发明专利]垂直结构近紫外发光二极管及其制备方法

说明书

本发明涉及照明、显示和光通信领域，尤其涉及一种垂直结构近紫外发光二极管及其制备方法。所述垂直结构近紫外发光二极管，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；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N型AlGaN层，所述氮化物外延层的厚度小于近紫外光的波长；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。本发明提降低了发光二极管内部的吸收损耗，大幅度提高了出光效率。

技术领域

本发明涉及照明、显示和光通信领域，尤其涉及一种垂直结构近紫外发光二极管及其制备方法。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)具有体积小、效率高、寿命长等优点，在照明、显示和光通信领域具有广泛的应用前景。传统的发光二极管以蓝宝石为生长衬底。然而，由于蓝宝石衬底不导电，所以传统的发光二极管通常是采用电极在同一侧的横向结构。这种横向结构至少存在以下两个方面的缺点：一方面，电流在N型层中横向流动不等距，存在电流拥堵现象，导致发光二极管器件局部发热量较高，影响器件性能；另一方面，蓝宝石衬底的导热性较差，限制了发光二极管器件的散热，影响发光二极管器件的使用寿命。为了克服横向发光二极管器件的缺陷，现有技术中出现了垂直结构发光二极管。

然而，在现有的垂直结构发光二极管中，由于厚膜的限制，存在许多光学约束模式(Confined Mode)。当电子注入、垂直结构发光二极管发光时，大部分出射光会被限制在发光二极管外延层的厚膜中，造成膜内传输、吸收，极大的降低了发光二极管的出光效率。

因此，如何避免发光二极管器件的厚度对出射光线的约束，以提高发光二极管的出光效率，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明垂直结构近紫外发光二极管及其制备方法，用于解决现有的近紫外发光二极管出光效率低的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种垂直结构近紫外发光二极管，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；

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N型AlGaN层，所述氮化物外延层的厚度小于近紫外光的波长；

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。

优选的，所述氮化物外延层的厚度在300nm以下。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种垂直结构近紫外发光二极管的制备方法，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；