[发明专利]倒装深紫外LED及其制备方法

说明书

本发明提供一种倒装深紫外LED，包括：衬底、n型外延层、量子阱层和p型外延层、粗化种层、粗化结构、盖片层、反射层以及p型欧姆接触和n型欧姆接触。本发明中，在所述n型外延层、所述量子阱层和所述p型外延层的侧壁上生长多晶的粗化种层，并且在所述粗化种层上继续生长表面粗糙的粗化结构，可以增加量子阱层侧面的出光角度，减少倒装深紫外LED侧面光的全反射，并且在所述反射层的作用下，通过所述粗化种层和所述粗化结构透出的光可以完全反射至所述盖片层并出光，从而提高器件整体的出光效率。

技术领域

本发明涉及LED技术领域，特别涉及一种倒装深紫外LED及其制备方法。

背景技术

紫外光按照波长可以区分为三个波段：UVA 波段约落在320~400 nm，UVB 约在290~320 nm，UVC波段则是在240~290 nm。这其中以UVC波段的深紫外光光源市场潜力最大，可广泛运用于医疗、家电、杀菌、废水处理等领域。深紫外波段的紫外光波长短能量高，直接破坏微生物机体细胞中的DNA（脱氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸）的分子结构，造成生长性细胞死亡或再生性细胞死亡，从而达到消毒的目的。

当前传统紫外光源主要是以低压汞灯为主，汞灯制作工艺简单缺点也同样明显，即有毒有害，环境污染，需要高压供电，不适合于频繁开关操作。尤其是国际禁用汞的《水俣公约》在2013年签署，规定自2020年起在发光灯源中禁用汞材料，大幅提高了业界对基于AlGaN(氮化铝镓)材料的深紫外固态光源的需求。

深紫外LED具有许多优点，具有可定制的发射波长，长寿命，低电压操作，即时开/关，抗冲击，易于集成，设计灵活，驱动电路简化。因此，用深紫外LED光源代替传统汞灯，可充分发挥无汞污染、体积小、耗电低、寿命长等优点，大幅提高使用的方便性，在医疗、杀菌、分析仪器、家电等行业针对具体应用进行定制开发，创造出更多新的应用商机。因此研发深紫外LED器件，无论在战略意义上，还是在市场价值上，都具有难以估量的巨大价值。

深紫外LED与目前广泛应用的蓝光LED有许多不同的特性，比如，常用的蓝光LED欧姆接触及反射金属Ag等在深紫外LED上不适用，且深紫外LED的波长短，传统的蓝光LED里使用的有机封装材料已经不适用，所以目前深紫外LED正处于技术发展期，还存在一些难以突破的问题。

另一方面，由于波长的减小，AlGaN材料中铝组分提高，造成材料内较大的负晶体分裂场，进而形成价带简并能带重新排列，使得量子阱的发光偏振模式从TE模式向TM模式转变，当发光在芯片内部到达表面时，极易产生全反射回到芯片内部，反射回来的光会转化为内部热能，这不仅影响了器件的整体出光效率，而且导致器件自身产生大量的热损耗。因此，如何改善表面特征，增加紫外光的出光角度，是目前深紫外LED其中一个重要研究方向。倒装型LED结构中，光线主要从衬底方向发出，由于衬底可以方便的进行减薄粗化，而且可以采用图形化衬底增加界面散射，故成为了深紫外LED的主要器件结构。但是器件的侧面，特别是临近量子阱有源区的侧面，全反射的情况依然比较严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种倒装深紫外LED及其制备方法，以解决深紫外LED侧面光的全反射较为严重的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种倒装深紫外LED，包括：

衬底，所述衬底上形成有依次堆叠的n型外延层、量子阱层和p型外延层；

粗化种层，所述粗化种层覆盖所述n型外延层、所述量子阱层和所述p型外延层和部分所述衬底的侧壁；

粗化结构，所述粗化结构覆盖所述粗化种层；

p型欧姆接触，所述p型欧姆接触覆盖所述p型外延层表面；

n型欧姆接触，所述n型欧姆接触贯穿所述p型外延层和所述量子阱层并与所述n型外延层电连接；

盖片层；以及