[发明专利]一种深紫外LED倒装芯片及其制备方法

说明书

本发明涉及一种深紫外LED倒装芯片及其制备方法，所述深紫外LED倒装芯片包括LED外延片和设置在所述LED外延片上的p电极和n电极，其特征在于，所述LED外延片包括p‑GaN层和n‑AlGaN层，所述p电极设置在所述p‑GaN层上，所述n电极设置在所述n‑AlGaN层上且所述n电极具有至少一个第一凹槽。其将n电极由传统的平面电极变为具有凹槽的特殊结构电极，能够增大n电极的覆盖面积，从而增加电子流扩散区域，极大地降低芯片的工作电压，增大芯片的散热面积，延长芯片的寿命；另外，光横向传播时，能够在凹槽两端来回震荡，与凹槽开口相匹配的波长的光能够得到增强，提高了芯片的发光强度。

技术领域

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

背景技术

近年来，随着全球LED行业技术的进步，LED发光波段已由可见光波段拓展到紫外、深紫外波段。深紫外LED具有光催化、医疗光线疗法、保健与空气净化、杀菌等作用。特别是2020年全球新型冠状病毒疫情的爆发，深紫外LED因具有快速杀菌、消毒的作用，迎来了广阔的市场前景。

区别于蓝光LED，如图1所示，深紫外LED的外延片具有高Al组分的n型电子层，也就是，n-AlGaN层。对于高Al组分的n-AlGaN层，能级缺陷随Al组分的增加而递增，致使Si施主的离化能升高、迁移率降低，造成高Al组分的n-AlGaN层的电导性相对较差。另一方面，电子亲和能小导致金－半(金属材料-半导体材料)界面处的肖特基势垒较高，欧姆接触特性较差，则就需要对金属电极结构及合金退火条件做出严格优化。这两方面的原因使低阻欧姆接触的获得受限，芯片电压居高不下。

同时，对于深紫外LED芯片电极制作采用倒装结构，通常做法是在n电极下方镀一层氧化硅绝缘介质当做电流阻挡层，虽然能够减小n电极下方的电流比例，在一定程度上增加电流的扩散性，但增加电流阻挡层也局限了工艺的形成。

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

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提出一种深紫外LED倒装芯片及其制备方法，其能够降低芯片的工作电压，增大芯片的散热面积，延长芯片的寿命，提高芯片的发光强度。

为了实现上述目的，本发明提供一种深紫外LED倒装芯片，其包括LED外延片和设置在所述LED外延片上的p电极和n电极，其特征在于，所述LED外延片包括p-GaN层和n-AlGaN层，所述p电极设置在所述p-GaN层上，所述n电极设置在所述n-AlGaN层上且所述n电极具有至少一个第一凹槽。

优选地，其中，所述n电极的厚度为250nm-350nm。

优选地，其中，所述第一凹槽的深度为400-600nm。

优选地，其中，相邻两个所述第一凹槽之间的间距为2.5-5.7um。

优选地，其中，所述第一凹槽为矩形凹槽、倒梯形凹槽、V字形凹槽、棱柱形凹槽或弧形凹槽。

优选地，其中，所述第一凹槽的最宽处的宽度为1.5-4.3um。

优选地，其中，部分所述n-AlGaN层上设有至少一个第二凹槽，所述n电极均匀地设置在所述n-AlGaN层的具有所述至少一个第二凹槽的部分上。

优选地，其中，所述第二凹槽的深度为400-600nm，最宽处的宽度为2-5um，相邻两个所述第二凹槽的间距为2-5um。

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

(1)、提供衬底并在所述衬底上依次形成氮化铝模板层、AlN/AlGaN超晶格应力缓冲层、n-AlGaN层、多量子阱结构层、p-AlGaN层和p-GaN层；