[发明专利]一种超薄结构深紫外LED及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超薄结构深紫外LED及其制备方法，超薄结构深紫外LED由从上往下依次设置的掺杂n型AlGaN层、量子阱层、p型电子阻挡层和p型GaN层制成的总厚度小于600nm的深紫外LED。超薄结构深紫外LED制备方法：首先光刻定义器件，并通过刻蚀暴露出掺杂n型AlGaN层，其次生长SiO₂钝化层，沉积电极，形成LED结构，通过倒装键合将LED器件和新衬底键合在一起，接着通过激光剥离或研磨抛光工艺去除蓝宝石衬底，进一步减薄去除AlN缓冲层和非掺杂AlGaN层，并减薄掺杂n型AlGaN层，剩余减薄的掺杂n型AlGaN层、量子阱层、p型电子阻挡层和p型GaN层的总厚度小于600nm，形成超薄结构深紫外LED。该超薄结构深紫外LED能抑制器件内波导模式，提升器件的电光转换效率，提高器件的响应速度，根据应用需求不同，可作为发光器件、探测器件等用于率照明、显示和光通信领域。

技术领域

本发明涉及超薄结构深紫外LED及其制备技术领域，特别是涉及一种超薄结构深紫外LED及其制备方法。

背景技术

基于AlGaN(氮化铝镓)材料的紫外LED是目前氮化物技术发展和第三代材料技术发展的主要趋势，拥有广阔的应用前景。紫外LED应用范围很广，如空气和水的净化、消毒、紫外医疗、高密度光学存储系统、全彩显示器以及固态白光照明等等。半导体紫外光源作为半导体照明后的又一重大产业，已经引起半导体光电行业的广泛关注。

但与蓝光LED不同，目前紫外LED正处于技术发展期，还存在一些难以突破的问题，如AlGaN基紫外LED的内量子效率和发射功率相对较低，并且结构较为复杂。

因此，如何提高AlGaN基紫外LED的内量子效率和发射功率成为亟待解决的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种能抑制器件内波导模式，提升器件的电光转换效率，提高器件的响应速度，根据应用需求不同，可作为发光器件、探测器件等用于率照明、显示和光通信领域的超薄结构深紫外LED及其制备方法。

本发明所采用的技术方案是：一种超薄结构深紫外LED，由从上往下依次设置的掺杂n型AlGaN层、量子阱层，p型电子阻挡层、p型GaN层和新衬底制成的总厚度小于600nm的深紫外LED。

一种超薄结构深紫外LED制备方法，选择原始晶圆为自下而上的蓝宝石衬底1、AlN缓冲层2、非掺杂u型AlGaN层3、掺杂n型AlGaN层4、量子阱层5、p型电子阻挡层6和p型GaN层7，按照如下步骤进行制作超薄结构深紫外LED：

a．首先使用光刻定义器件刻蚀原始晶圆，并且从p型GaN层开始向蓝宝石衬底方向进行刻蚀，最终将原始晶圆刻蚀暴露出一部分掺杂n型AlGaN层；

b.之后在暴露出来的掺杂n型AlGaN层顶部两侧以及未刻蚀的原始晶圆远离蓝宝石衬底的顶部两侧生长SiO2钝化层；

c.步骤b制得的半成品的SiO2钝化层之间上沉积电极，并且形成LED结构晶圆；

d.通过倒装键合将步骤c得到的LED结构晶圆与新衬底键合在一起，得到双衬底LED晶圆；

e.通过激光剥离或研磨抛光工艺，去除步骤d得到的双衬底LED晶圆中的原始晶圆的蓝宝石衬底，保留新键合的新衬底；

f.进一步去除AlN缓冲层2和非掺杂u型AlGaN层3，并且减薄掺杂n型AlGaN层，剩余的掺杂n型AlGaN层4、p型电子阻挡层6和p型GaN层7的总厚度小于600nm的LED结构，形成超薄结构深紫外LED。

进一步地，掺杂n型AlGaN层4的n的数量为1-3层。

进一步地，步骤a中进行原始晶圆刻蚀时，刻蚀了需要露出的掺杂n型AlGaN层的长度为原始晶圆的直径的三分之一至二分之一，以便沉积n电极。