[发明专利]一种P型GaN层的UV LED芯片及其制备方法

说明书

本发明涉及一种P型GaN层的UV LED芯片及其制备方法，包括由下而上依次设置的衬底、AlN缓冲层、非掺杂AlGaN缓冲层、n型AlGaN层、量子阱层、电子阻挡层、p型GaN层、透明导电膜层、钝化层，所述透明导电膜层上设置有p型欧姆电极，所述n型AlGaN层上设置有N型欧姆电极，所述p型GaN层上刻蚀有规则结构体或不规则结构体。减少了p型GaN层对紫外光的吸收，同时保留了p型GaN层与透明导电膜层的欧姆接触，从而提高UV‑LED的外量子效率和发光功率。

技术领域

本发明涉及一种P型GaN层的UV LED芯片及其制备方法，属于光电子技术领域。

背景技术

近年来，LED逐渐成为最受重视的光源技术之一，一方面LED具有体积小的特征；另一方面LED具备低电流、低电压驱动的省电特性；同时它还具有结构牢固、抗冲击和抗震能力强、超长寿命等众多优点。特别是在紫外光区，AlGaN基多量子阱的紫外LED已显示出巨大的优势，成为目前紫外光电器件研制的热点之一。AlGaN基多量子阱UV LED器件具有广阔的应用前景。紫外光在丝网印刷、聚合物固化、环境保护、空气与水净化、医疗与生物医学、白光照明以及军事探测、空间保密通信等领域都有重大应用价值。

由于p型AlGaN层不能提供良好的空穴注入效率，导致很难形成良好的欧姆接触，因此在p型层一侧多采用p-GaN层制作p型欧姆接触，来提高p型层的空穴注入效率。但由于p-GaN层对紫外光(200nm-365nm)的强吸收和较低的反射率，使量子阱向p型层一侧辐射的光被p-GaN层吸收，从而不能被提取出来，造成较低的光提取效率。未被提取的光大部分被吸收转换成热量，使器件温度上升，严重影响器件的可靠性。

为了解决此问题，现有技术通常采用倒装和改变P型层的方法。中国专利文献CN105355736A公开的一种具有量子点p区结构的紫外发光二极管(UV-LED)。由于采用GaN或低Al组分AlGaN量子点作为p区材料，易实现Mg掺杂和激活；又因为量子点相较于高维材料具有更大的禁带宽度，可以避免其对紫外出射光的吸收，因此该结构可以从而提高UV-LED的外量子效率和发光功率。但对较短波长的紫外光，该专利描述的技术不能很好避免对紫外出射光的吸收。

发明内容

为了解决现有UV LED芯片制备技术存在的不足，本发明提供了一种能够降低紫外光吸收的P型GaN层的UV LED芯片；

本发明还提供了上述P型GaN层的UV LED芯片的制备方法；

术语解释：

UV LED，紫外发光二极管；

本发明的技术方案为：

一种P型GaN层的UV LED芯片，包括由下而上依次设置的衬底、AlN缓冲层、非掺杂AlGaN缓冲层、n型AlGaN层、量子阱层、电子阻挡层、p型GaN层、透明导电膜层、钝化层，所述透明导电膜层上设置有p型欧姆电极，所述n型AlGaN层上设置有N型欧姆电极，所述p型GaN层上刻蚀有规则结构体或不规则结构体。

p型GaN层上刻蚀有规则结构体或不规则结构体，减少了p型GaN层对紫外光的吸收，同时保留了p型GaN层与透明导电膜层的欧姆接触，从而提高UV-LED的外量子效率和发光功率。

根据本发明优选的，所述规则结构体或不规则结构体的表面积与所述p型GaN层的表面积的比值为10％-50％。

进一步优选的，所述规则结构体或不规则结构体的表面积与所述p型GaN层的表面积的比值为30％。

根据本发明优选的，所述规则结构体或不规则结构体为圆柱体，圆柱体横截面圆的直径为3-5μm，相邻圆柱体之间的距离为6-10μm。

根据本发明优选的，所述规则结构体或不规则结构体为梯形体或锥形体。

此处设计的优势在于，可以获得较大出光效率。