[实用新型]一种紫外发光二极管

说明书

本专利公开了一种紫外发光二极管，其包括：外延结构；微孔结构层，设置在所述外延结构的P型半导体材料侧，所述微孔结构层包括微孔区域和电极匹配区域；所述微孔区域中形成有空心孔洞；所述电极匹配区域与紫外发光二极管芯片的负极电极的形状相匹配，所述电极匹配区域为实心区域；P型欧姆接触层，所述P型欧姆接触层为金属材料层，其一侧形成在所述微孔结构层上。通过上述方案由P型半导体材料层、薄型化微孔结构层、P型欧姆接触层组成全方位反射镜。发光层发出的光经过ODR的反射从N电极发出，利用微孔结构和空气界面的全反射及菲涅耳散射，从而最大化地减少现有技术存在的金属反射镜的金属对紫光的吸收，提高了光的提取效率。

技术领域

本专利属于半导体技术领域，具体而言涉及一种紫外发光二极管。

背景技术

现有技术中，垂直结构紫外发光二极管的外延结构如图1，包括衬底100上依次外延成核层、非掺杂氮化铝层101、n型氮化铝镓层102、有源层103、电子阻挡层104和P型空穴传导层105，在制作芯片时，在此外延结构上做反射层及P、N电极，及电极转移等。

为了提高LED的光提取效率，一种方法是设置布拉格反射层DBR，布拉格反射层DBR是由不同折射率的材料以ABAB的方式交替排列组成的周期性结构，每层材料的光学厚度为中心发射波长的1/4，这样形成一个具有多层并具有高达99％以上反射率的反射镜。虽然DBR反射镜的反射效率高，但缺点是制备工艺复杂，成本较高，必须为多层结构。现有技术中出现的另一种方案是设置金属反射层200，如图2所示，这种方案中光线在被芯片多层材料反射的过程中，会造成全反射损失。

另外，现有技术中的紫外发光二极管均采用垂直结构一次电极与单次粗化工艺，很大程度上造成电极剥离(Peeling)。

发明内容

本专利正是基于现有技术的上述需求而提出的，本专利要解决的技术问题是，提供一种新型垂直结构紫外半导体发光二极管，该半导体发光二极管具有薄型化结构的ODR反射镜结构及相匹配的两次电极。

为了解决上述技术问题，本专利提供的技术方案包括：

一种紫外发光二极管，其特征在于，其包括：紫外发光二极管的外延结构，所述紫外发光二极管的外延结构包括N型半导体材料层、量子阱和P型半导体材料层；微孔结构层，设置在所述外延结构的P型半导体材料侧，所述微孔结构层包括微孔区域和电极匹配区域；所述微孔区域中形成有空心孔洞；所述电极匹配区域与紫外发光二极管芯片的负极电极的形状相匹配，所述电极匹配区域为实心区域；P型欧姆接触层，所述P型欧姆接触层为金属材料层，其一侧形成在所述微孔结构层上；键合层，键合层设置在P型欧姆接触层与所述微孔结构层接触侧的相对一侧，所述键合层由金属制成；键合衬底，所述键合衬底设置在键合层与所述P型欧姆接触层接触侧的相对一侧。

以及，一种紫外发光二极管芯片的制备方法，其特在于，包括如下步骤：步骤一、制备紫外发光二极管外延结构；在衬底上依次外形成紫外发光半导体的外延结构；步骤二、制备薄型化的微孔结构，沉积一层SiO2，厚度250nm；并通过光刻技术在使用SiO2制成薄型化微孔的掩膜阵列，其所对应N电极部位无微孔；步骤三、蒸镀NiAu层；步骤四、蒸镀键合层Au；步骤五、制作键合衬底；步骤六、一次电极制作；先用一次粗化液，包括双氧水、柠檬酸、水，进行泡制，制作N型欧姆接触层；制作欧姆接触电极Al/Cr；形成N面欧姆接触；步骤七、二次电极制作，用KOH溶液进行除一次电极区域之外的其它区域的N面AlGaN粗化，并在所述一次电极上形成二次电极。

通过上述方案由薄型化微孔结构层、P型欧姆接触层、键合层组成全方位反射镜(Omni-Directional Reflector，ODR)。发光层发出的光经过ODR的反射从N电极发出，利用微孔结构和空气界面的全反射及菲涅耳散射，从而最大化地减少现有技术存在的金属反射镜的金属对紫光的吸收，提高了光的提取效率。

附图说明