[发明专利]一种深紫外薄膜半导体器件结构及其制作方法

权利要求书

1.一种深紫外薄膜半导体器件结构，其特征在于：包括由下至上依次设置的透光性衬底、深紫外发光外延层、连接结构和绝缘散热基板；所述透光性衬底具有复数个底部开口的凹槽，所述深紫外发光外延层包括依次设置的缓冲层、n型半导体层、发光活性层和p型半导体层，其中所述缓冲层生长于所述透光性衬底上且厚度大于所述凹槽深度；还包括复数个空心柱结构，所述空心柱结构与所述凹槽的开口一一对应、贯穿所述缓冲层并延伸至所述n型半导体层。

2.根据权利要求1所述的深紫外薄膜半导体器件结构，其特征在于：所述复数个凹槽周期性图形化分布。

3.根据权利要求1所述的深紫外薄膜半导体器件结构，其特征在于：所述空心柱结构的深度为0.1um～5.0um，直径为0.01um～1um。

4.根据权利要求1所述的深紫外薄膜半导体器件结构，其特征在于：所述凹槽是向下凹陷的半球状、梯形状或矩形状。

5.根据权利要求1所述的深紫外薄膜半导体器件结构，其特征在于：所述连接结构包括p键合层、n键合层和绝缘层，其中所述p键合层连接所述p型半导体层、所述n键合层连接所述n型半导体层，所述绝缘层隔开所述p键合层和所述n键合层；所述p键合层和所述n键合层分别由所述绝缘散热基板开口引出电极。

6.根据权利要求1所述的深紫外薄膜半导体器件结构，其特征在于：所述透光性衬底的材料是AlN单晶材料、蓝宝石或GaN；所述深紫外发光外延层的材料是氮化铝基材料。

7.根据权利要求1所述的深紫外薄膜半导体器件结构，其特征在于：所述透光性衬底的厚度为0.5um～3.0um。

8.一种深紫外薄膜半导体器件的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

1)提供一透光性衬底，图形化所述透光性衬底形成复数个凹槽；

2)于所述透光性衬底上生长缓冲层，使所述缓冲层的厚度超过所述凹槽的深度；

3)依次生长n型半导体层、发光活性层和p型半导体层，构成深紫外发光外延层；

4)在深紫外发光外延层上定义单个芯粒区域和制作连接结构，制作倒装结构的芯片；

5)将芯片键合到绝缘散热基板上，并制作电极；

6)对透光性衬底减薄至所述凹槽底部；

7)采用干蚀刻方法，从凹槽底部蚀刻至n型半导体层，形成贯穿绝缘层的空心柱结构；

8)根据芯片的边界分割芯粒，形成单颗的深紫外薄膜半导体器件。

9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于：步骤6)中，所述透光性衬底减薄的方法包括机械研磨、化学抛光、干法蚀刻和湿法蚀刻。

10.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于：步骤7)中，所述干蚀刻方法包括ICP、RIE及其组合。