[发明专利]一种紫外LED芯片及其制备方法

说明书

本发明提供一种紫外LED芯片及其制备方法，该紫外LED芯片包括发光外延层，所述发光外延层包括第一台面和第二台面，形成在第一台面和所述第二台面的表面以及侧面上的绝缘保护层，绝缘保护层包括含Al的绝缘层，并且可以形成单层或者多层堆叠结构。采用含Al的绝缘保护层可以减少外延层中的Al离子被置换，同时可以有效补偿芯片制程中外延层缺失的Al离子，且不会影响外延层中的Si掺杂，从而不会损伤外延层，避免外延层老化失效。含Al的绝缘保护层在紫外波段的吸收率较低，同时形成多层结构的含Al绝缘层时，可以形成高低折射率的绝缘膜层叠结构，由此可达到提亮的目的。

技术领域

本发明涉及半导体照明技术领域，具体涉及一种紫外LED芯片及其制备方法。

背景技术

LED(light emitting diode，发光二极管)是一种利用载流子复合时释放能量形成发光的半导体器件。其中的紫外光LED(UV LED)，特别是深紫外光LED的巨大的应用价值引起了人们的高度关注，成为了新的研究热点。

目前市面上的UV LED产品的绝缘保护层通常采用SiO₂。在沉积绝缘保护层的过程中，由于绝缘保护层不仅覆盖在P-AlGaN及其金属接触层上，还覆盖在了切割道以及量子肼的位置。因此，在沉积SiO₂过程中(无论使用PECVD还是ALD)，其沉积温度都需要达到240℃以上，以达到致密度高的目的，由于沉积时Si含量比例远远低于量子肼中的Si掺比例(若与量子肼中的Si掺比例相符，SiO₂膜层的Si含量变大，膜层的吸收率变高，会导致亮度损失)，因此量子肼中的Si会通过扩散原理被置换出来进入SiO₂膜层，使其量子肼中的Si含量发生变化，使得EPI(发光外延层)在沉积过程中被损伤，导致EPI容易在老化过程中失效。此理论已在蓝光GaN和FC上得到验证。在其他公开专利中有提出，采用SiO₂系叠层，即高、低折射的方式来达到提亮的效果，但SiO₂的Si掺较多时，其折射率会变大，再与其他高折膜层相堆叠，其提亮效果大打折扣。且SiO₂导热率仅1.4W/m·k，其膜层厚度越厚，散热效果越差，其老化过程中会由于热效应而导致失效。另外，SiO₂为亲水性材料，调整recipe比例或者增加厚度仅延缓其水汽进入时间，无法从本质上避免水汽进入，这一特性使其抗高湿老化能力较弱。

发明内容

针对现有技术中紫外LED芯片的绝缘保护层存在的不足与缺陷，本发明提供一种紫外LED芯片及其制备方法，本发明的紫外LED芯片的绝缘保护层为含Al的绝缘层，该含Al的绝缘层的沉积过程，反应温度控制在240℃以下，减少了量子阱中的离子被置换。同时采用含Al的绝缘层，还能补偿在芯片制备过程中发光外延层缺失的Al离子，达到保护发光外延层的目的。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种紫外LED芯片，包括：

发光外延层，所述发光外延层包括第一台面和第二台面，所述第一台面包括第一半导体层，所述第二台面包括形成在所述第一半导体层上的有源层以及形成在所述有源层上方与所述第一半导体层的导电类型相反的第二半导体层；以及

形成在所述发光外延层上方的绝缘保护层，所述绝缘保护层形成在所述第一台面和所述第二台面的表面以及侧面上，所述绝缘保护层包括含Al的绝缘层。

可选地，所述绝缘保护层包括至少一层绝缘层，其中与所述发光外延层直接接触的底层绝缘层包括含Al的绝缘层。可选地，所述绝缘保护层包括至少一层绝缘层，所述至少一层绝缘层均包括含Al的绝缘层。

可选地，所述绝缘保护层由Al₂O₃、AlN、AlON和AlF₃中的至少一种形成。

可选地，所述绝缘保护层具有电极通孔，所述紫外LED芯片还包括通过所述电极通孔形成的第一电极和第二电极，所述第一电极与所述第一半导体层电连接，所述第二电极与所述第二半导体层电连接。