電子阻擋層107、設(shè)置在所述P型AluGanN電子阻擋層上的P型GaN層108、設(shè)置在所述P型GaN層上的Ni/Al紫外光高反射率電極層109，設(shè)置在所述η型AlxGahN層上的η型電極層110，設(shè)置在其他裸露材料上的S12鈍化層111。
[0018]本實(shí)施例中，襯底101減薄到厚度為0.3-0.5倍于芯片邊長，優(yōu)選地，厚度為0.3倍的芯片邊長;減薄襯底背面的Al薄膜112的厚度為1-10納米，優(yōu)選地，厚度為5納米;P型Ni/Al紫外光高反射率電極層109，Ni材料厚度為1-5納米，Al材料厚度為100-300納米，優(yōu)選地，Ni的厚度為I納米，Al的厚度為150納米;P型GaN層108厚度為1-20納米，優(yōu)選地，厚度為10納米。
[0019]實(shí)施例2:
[0020]本實(shí)施例提供一種高出光效率的倒裝深紫外發(fā)光二極管芯片的制備方法，具體包括如下步驟:
[0021 ] (I)在c面藍(lán)寶石的襯底上，利用MOCVD工藝，將襯底溫度降低為600°C，生長厚度為20納米的低溫AlN成核層；
[0022](2)在所述低溫AlN成核層上，將生長溫度升高到1050°C，生長厚度為200納米PALEAlN緩沖層；
[0023](3)在PALE AlN緩沖層上，將生長溫度升高到1300°C，生長厚度為1000納米的高溫AlN本征層；
[0024](4)在高溫AlN本征層上，將生長溫度保持在1150°C，生長厚度為2500納米的η型AlxGai—ΧΝ層，η型 AlxGai—ΧΝ層為Si 摻雜濃度在 102Qcm—3 的 Al0.55Ga0.45N層;
[0025](5)在η型AlxGa1-XN層層上，將生長溫度保持在1150°C，生長AlyGa1-yN/AlzGai—ZN多量子講層，AlyGai—yN/AlzGa1-ZN多量子講層具體為Al0.5Ga0.5N/Al0.35Ga0.65N多量子講層，Al0.5GaQ.5N勢(shì)皇層厚度為10納米，AlQ.35Ga0.65N勢(shì)阱層厚度為2納米，量子阱的周期為6個(gè)；
[0026](6)將生長溫度保持在1150°C，在AlyGa1-yN/AlzGai—ZN多量子阱層上，生長厚度為30納米的P型AluGa1-uN電子阻擋層，P型AluGa1-uN電子阻擋層為P型Al0.6Ga0.4N電子阻擋層；
[0027](7)將生長溫度保持在1050°C，在P型AluGai—uN電子阻擋層上生長厚度為10納米的P型GaN層，形成深紫外發(fā)光二極管外延片；
[0028](8)在所述p型GaN層上光刻出p型電極的圖形，然后利用電子束蒸發(fā)設(shè)備在p型電極圖形區(qū)沉積I納米Ni，150納米Al金屬層，然后放在快速退火爐中快速退火形成紫外光高反射率P型電極；
[0029](9)在所述制作完成紫外光高反射率P型電極后的外延片上，利用ICP/RIE設(shè)備從頂部刻蝕至η型AlxGai—XN層，刻蝕深入η型AlxGa1-XN層的深度為300納米，并在η型AlxGa1-XN層臺(tái)面上光刻出η型電極的圖形；
[0030](10)在所述光刻完成η型電極圖形的外延片上利用電子束蒸發(fā)設(shè)備在η型電極層中圖形區(qū)沉積Ni/Au金屬層，然后在快速退火爐中快速退火時(shí)形成η型電極；
[0031](11)利用光刻膠保護(hù)P型和η型電極后，使用PECVD設(shè)備蒸鍍200納米S12鈍化層；
[0032](12)在所述完成蒸鍍Si02鈍化層外延片上，進(jìn)行減薄到0.3倍的芯片邊長、劃片，形成倒裝深紫外發(fā)光二極管芯片；
[0033](13)在所述倒裝深紫外發(fā)光二極管芯片藍(lán)寶石面，利用電子束蒸發(fā)設(shè)備蒸鍍150納米Al薄膜，形成高出光效率的倒裝深紫外發(fā)光二極管。
[0034]本發(fā)明提供的芯片選擇采用具有高紫外光反射性的Ni/Al材料作為P型電極材料，不但可以部分改善金屬電極與P型GaN的歐姆接觸性能，還可將紫外光反射到藍(lán)寶石面；同時(shí)，把外延片藍(lán)寶石襯底減薄到特定厚度，并蒸鍍合適厚度的Al薄膜，通過TM模式紫外光與表面等離激元的耦合，進(jìn)一步提高倒裝深紫外發(fā)光二極管芯片的表面出光效率。
[0035]以上所述為本發(fā)明的最優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高出光效率的倒裝深紫外發(fā)光二極管芯片，其特征在于:該芯片結(jié)構(gòu)從下向上的順序依次為厚度為0.3-0.5倍于芯片邊長的C面藍(lán)寶石襯底、低溫AlN成核層、PALE AlN緩沖層、高溫AlN本征層、η型AlxGa1-XN層、AlyGa1-yN/AlzGai—ZN多量子阱層、P型AluGa1-UN電子阻擋層、P型GaN層、Ni/Al紫外光高反射率電極層，c面藍(lán)寶石襯底背面設(shè)有Al薄膜。2.如權(quán)利要求1所述的高出光效率倒裝深紫外發(fā)光二極管芯片，其特征在于:所述襯底背面的Al薄膜厚度為1-10納米。3.如權(quán)利要求1所述的高出光效率倒裝深紫外發(fā)光二極管芯片，其特征在于:所述Ni/Al電極材料，Ni材料厚度為1-5納米，Al材料厚度為100-300納米。4.如權(quán)利要求1所述的高出光效率倒裝深紫外發(fā)光二極管芯片，其特征在于:所述P型GaN厚度為1-20納米。5.—種高出光效率的倒裝深紫外發(fā)光二極管芯片的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)在c面藍(lán)寶石襯底上，利用MOCVD工藝，將所述襯底溫度降低為600°C，生長低溫AlN成核層； (2)在所述低溫AlN成核層上，將生長溫度升高到1050°C，生長PALEAlN緩沖層； (3)在所述的PALEAlN緩沖層上，將生長溫度升高到1300°C，生長高溫AlN本征層； (4)在所述高溫AlN本征層上，將生長溫度保持在1150°C，生長η型AlxGahN層； (5)在所述η型AlxGa1-ΧΝ層上，將生長溫度保持在1150°C，生長AlyGa1-yN/AlzGai—ΖΝ多量子阱層； (6)將生長溫度保持在1150°C，在所述AlyGa1-yN/AlzGai—ΖΝ多量子阱層上，生長P型AluGa1-uN電子阻擋層； (7)將生長溫度保持在1050°C，在所述P型AluGanN電子阻擋層上生長P型GaN層，形成深紫外發(fā)光二極管外延片； (8)在所述P型GaN層上光刻出P型電極的圖形，然后利用電子束蒸發(fā)設(shè)備在P型電極圖形區(qū)沉積Ni/Al金屬層，并快速退火形成紫外光高反射率P型電極； (9)在所述制作完成紫外光高反射率P型電極后的外延片上，利用ICP/RIE設(shè)備刻蝕至η型AlxGapxN層，并在η型AlxGapxN層臺(tái)面上光刻出η型電極的圖形； (10)在所述刻有η型電極圖形的外延片上沉積金屬層，并在快速退火形成η型電極； (11)利用光刻膠保護(hù)P型和η型電極后，使用PECVD設(shè)備蒸鍍S12鈍化層； (12)在所述完成蒸鍍S12鈍化層外延片上，把藍(lán)寶石減薄到特定厚度、劃片，形成倒裝深紫外發(fā)光二極管芯片； (13)在所述倒裝深紫外發(fā)光二極管芯片藍(lán)寶石面，利用電子束蒸發(fā)設(shè)備蒸鍍Al薄膜，形成高出光效率的深紫外發(fā)光二極管。
【專利摘要】本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高出光效率的倒裝深紫外發(fā)光二極管芯片及芯片的制備方法。本發(fā)明提供的高出光效率倒裝深紫外發(fā)光二極管芯片選擇采用具有高紫外光反射性的Ni/Al材料作為p型電極材料，不但可以部分改善金屬電極與p型GaN的歐姆接觸性能，還可以將紫外光反射到藍(lán)寶石面。本發(fā)明提供的高出光效率倒裝深紫外二極管芯片的制備方法，把外延片藍(lán)寶石襯底減薄到特定厚度，并蒸鍍合適厚度的Al薄膜，通過TM模式紫外光與表面等離激元的耦合，部分提高倒裝深紫外發(fā)光二極管芯片的表面出光效率。
【IPC分類】H01L33/00, H01L33/20, H01L33/40
【公開號(hào)】CN105679910
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610031553
【發(fā)明人】王帥, 陳景文, 何炬, 戴江南, 陳長清
【申請(qǐng)人】華中科技大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年1月18日