[发明专利]深紫外阵列互联micro-LED及其制备方法

说明书

本发明公开了一种深紫外阵列互联micro‑LED及其制备方法，本发明采用微米台面降低了紫外光在LED结构中的吸收损耗，覆盖在微米台面阵列上方的金属增强了紫外光线的在电极处的反射，以使大部分的出射光从倒装结构的背面出射，从而大幅度提高了该深紫外LED结构中紫外光的光提取效率，降低了电极的发热，同时微米台面提高了有源区中载流子的注入密度，提高日盲通讯中的调制带宽和传输速率，高亮度则有助于提高信号传输过程中的信噪比和抗干扰能力，以及延长了传输距离。本发明深紫外阵列互联micro‑LED的制备方法灵活性强，兼容现有半导体工艺，有利于改善器件性能，实现批量生产。

技术领域

本发明涉及属于LED元器件技术领域，特别涉及一种用于高速、高带宽日盲区空间通讯的深紫外阵列互联micro-LED及其制备方法。

背景技术

相比红外和可见光波段，大气层中臭氧对200-280nm之间的深紫外光具有强烈的吸收作用，被称作日盲区，因此该波段光线辐射在海平面附近几乎衰减为零。

选择深紫外光源用于日盲通信信号传输过程中，信号在传输过程中受到大气背景干扰相比可见光和红外光小的多。另外，紫外日盲通信以非视距方式工作，具有高保密性、抗干扰能力强、高信噪比、无需跟踪瞄准等优势。AlGaN基紫外微型发光二极管(DUV micro-LED)是作为日盲通信的理想光源，其高注入电流密度有助于获得超过100MHz的调制带宽。但是，传统的DUV micro-LED相比大尺寸LED结构存在光输出功率小、光电转化效率低下的问题。

发明内容

针对上述不足，本发明的目的在于，提供一种深紫外阵列互联micro-LED及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：

一种深紫外阵列互联micro-LED，其包括成核层、缓冲层、N型掺杂层、多量子阱有源区、电子阻挡层、P型掺杂层、N型接触电极、P型接触电极、钝化层、P型焊盘和N型焊盘，所述成核层、缓冲层和N型掺杂层依次相叠置，所述N型掺杂层上分布有多量子阱有源区和N型接触电极，所述电子阻挡层、刻蚀后的P型掺杂层、P型接触电极、钝化层依次叠置在多量子阱有源区上，所述P型焊盘与钝化层相接触，所述N型焊盘与N型接触电极相接触。

一种深紫外阵列互联micro-LED的制备方法，其包括以下步骤：

(1)选取半导体LED外延片，所述半导体LED外延片包括依次相叠置的衬底、成核层、缓冲层、N型掺杂层、多量子阱有源区、电子阻挡层和P型掺杂层，对所述半导体LED外延片进行预处理，使得表面洁净；

(2)根据预先设计的曝光版图相应在P型掺杂层的上表面旋涂光刻胶，经曝光机曝光、显影后，利用等离子体刻蚀所述半导体LED外延片至N型掺杂层的上表面，暴露出部分N型掺杂层的上表面，刻蚀后在惰性气体氛围中热退火以消除N型掺杂层界面的刻蚀损伤，保留下来的P型掺杂层的表面形成微台面；

(3)在暴露出的N型掺杂层的上表面旋涂负性光刻胶，曝光出N型欧姆接触合金窗口，显影后进行沉积金属，去除光刻胶后经热退火形成N型欧姆接触金属；

(4)在所述微台面的表面旋涂负性光刻胶，在所述微台面上曝光出P型欧姆接触合金窗口，显影后沉积金属，去除光刻胶后经热退火，在微台面的部分表面形成P型欧姆接触金属，获得半成品；

(5)对半成品进行沉积绝缘层；

(6)在P型欧姆接触金属和N型欧姆接触金属之上的绝缘层上旋涂正性光刻胶，去除P型欧姆接触金属以及N型欧姆接触金属上的绝缘层，并沉积金属，分别形成P型焊盘和N型焊盘，从而形成芯片；

(7)通过倒装工艺将芯片焊接在基板上；

(8)剥离衬底，制得深紫外阵列互联micro-LED。