[发明专利]一种倒装结构深紫外LED芯片及其制备方法

说明书

本发明涉及一种倒装结构深紫外LED芯片及其制备方法，LED芯片包括LED外延片以及p电极(101)和n电极(102)，LED外延片包括依次叠加的n型半导体层(204)、发光层(205)、电子阻挡层(206)和p型半导体层(207)，p型半导体层(207)具有不在同一水平面上的p第一结构表面(311)、p第二结构表面(312)和p第三结构表面(313)，p第一结构表面(311)、p第二结构表面(312)和p第三结构表面(313)上均设置有由n型半导体材料制成的隧穿结(601)。其通过优化p型半导体层结构，能减少p型高铝组分氮化物对紫外光的吸收，提升亮度；通过加入隧穿结，能降低工作电压。

技术领域

本发明属于半导体芯片制备技术领域，涉及一种LED(发光二极管)芯片及其制备方法，尤其涉及一种倒装结构深紫外LED芯片及其制备方法。

背景技术

半导体深紫外发光二极管(LED)是半导体光电子器件的研究热点。与目前所使用的汞灯相比，半导体深紫外发光二极管具有效率高、寿命长、体积小、环境友好等优点，具有及其广大的应用前景。

但是，现有的深紫外发光二极管受LED芯片中p型高铝组分氮化物的掺杂困难和p型半导体层对紫外光的吸收等影响，导致芯片发光效率低，电性能差，限制了深紫外半导体的广泛应用，因此目前还无法轻易取代现有的汞灯。

鉴于现有技术的上述技术缺陷，迫切需要研制一种新型的倒装结构深紫外发LED芯片及其制备方法。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提出一种倒装结构深紫外LED芯片及其制备方法，其能够提高深紫外LED芯片的发光亮度，并能够降低工作电压。

为了实现上述目的，本发明提供一种倒装结构深紫外LED芯片，其包括LED外延片以及设置在所述LED外延片上的p电极和n电极，所述LED外延片包括依次叠加的n型半导体层、发光层、电子阻挡层和p型半导体层，所述p电极设置在所述P型半导体层上，所述n电极设置在所述n型半导体层上，其特征在于，所述p型半导体层具有不在同一水平面上的p第一结构表面、p第二结构表面和p第三结构表面，所述p第一结构表面、p第二结构表面和p第三结构表面上均设置有由n型半导体材料制成的隧穿结。

优选地，其中，所述P型半导体层由Mg掺杂的p-AlGaN层和生长在所述Mg掺杂的p-AlGaN层上的Mg掺杂的p-GaN层组成，且所述p第一结构表面为所述Mg掺杂的p-GaN层的表面，所述p第二结构表面和p第三结构表面均位于所述Mg掺杂的p-AlGaN层中。

优选地，其中，所述隧穿结呈长方体或圆柱体。

优选地，其中，所述隧穿结由氧化铟锡、氧化镓或掺杂的n-AlGaN制成。

优选地，其中，所述倒装结构深紫外LED芯片进一步包括与所述p电极相连的p焊盘电极和与所述n电极相连的n焊盘电极。

优选地，其中所述p电极、n电极、p焊盘电极和n焊盘电极由Cr、Ti、Ni、Al、Ag、Pt、Pd、Au、Rh、Al合金、Ag合金、Pt合金、Pd合金、Au合金和Rh合金中的一种或几种形成。

此外，本发明还提供一种倒装结构深紫外LED芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、在衬底上依次生长AlN成核层、AlGaN缓冲层、n型半导体层、发光层、电子阻挡层和p型半导体层；

(2)、对部分所述LED外延片进行向下刻蚀，刻蚀至所述n型半导体层，得到n型半导体结构；

(3)、在所述n型半导体结构的表面上蒸镀金属，得到n电极；

(4)、对剩余所述LED外延片进行向下刻蚀，得到p型半导体结构，所述p型半导体结构包括不在同一水平面上的p第一结构表面、p第二结构表面和p第三结构表面；