深紫外发光二极管及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种深紫外发光二极管及其制作方法，涉及LED技术领域。其中，深紫外发光二极管包括：层叠设置的第一半导体层、有源层、第二半导体层、第二电流扩展层、键合金属层以及衬底，与有源层同层设置在第一半导体层上的第一电流扩展层，形成在第一电流扩展层上的第一绝缘保护层，贯穿第一半导体层并与第一电流扩展层电连接的第一电极，与第二电流扩展层电连接的第二电极。深紫外发光二极管的制作方法则包括：依次层积第一半导体层、有源层和第二半导体层；在未被有源层覆盖的第一半导体层上层积第一电流扩展层；在第二半导体层上层积第二电流扩展层；对第一电流扩展层或第二电流扩展层进行高温退火。如此，可避免高温退火影响金属键合效果。属键合效果。属键合效果。

【技术实现步骤摘要】
深紫外发光二极管及其制作方法


[0001]本专利技术涉及一种深紫外发光二极管及其制作方法，属于LED


技术介绍

[0002]发光二极管简称LED，可高效地将电能转化为光能，是一种常用的发光器件，在现代社会具有广泛的用途，如照明、平板显示、医疗器件等。发光二极管由一个PN结组成，具有单向导电性，当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。
[0003]相关技术中，普通LED一般采用垂直结构，其包括层叠设置的导电衬底、键合金属层、第一电流扩展层、P型半导体层、有源层、N型半导体层、第二电流扩展层和金属电极。在制备时，首先在临时衬底上自下而上依次生长N型半导体层、有源层、P型半导体层、第一电流扩展层和第一金属键合层，然后再将第一键合金属层与导电衬底上的第二金属键合层进行金属键合，接下来去除临时衬底并在N型半导体层上生长第二电流扩展层，最后在第二电流扩展层上生长金属电极。
[0004]然而，随着技术的发展，现有普通LED已经不能满足业内的需求，基于三族氮化物(
Ⅲ‑
nitride)材料的深紫外发光二极管(UVC LED)由于具有环保、小巧便携、低功耗、低电压等诸多优势，近年来受到越来越多的关注和重视。但是，由于深紫外发光二极管(UVC LED)需要使用基于三族氮化物(
Ⅲ‑
nitride)的半导体材料，而这种材料与金属电极之间的接触电阻大，需要采用高温退火工艺来降低其接触电阻，如果采用现有普通LED的垂直结构及制备工艺会导致不耐受高温的金属键合结构在高温退火时出现熔化现象，进而导致金属键合层的性能劣化。因此，提供一种适用于深紫外发光二极管的结构和制备方法成为业内亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种深紫外发光二极管及其制作方法，解决了现有技术中基于现有垂直结构的LED生产工艺制作现有垂直结构的深紫外LED时，高温退火会导致键合金属熔化，使得键合性能劣化的问题。
[0006]本专利技术的第一个方面是提供一种深紫外发光二极管，包括：
[0007]第一半导体层；
[0008]形成在所述第一半导体层上的有源层和第一电流扩展层，所述有源层和第一电流扩展层同层设置；
[0009]形成在所述第一电流扩展层上的第一绝缘保护层；
[0010]层叠在所述有源层上的第二半导体层、第二电流扩展层、键合金属层以及衬底；
[0011]第一电极，贯穿所述第一半导体层并与所述第一电流扩展层电连接；
[0012]第二电极，与所述第二电流扩展层电连接。
[0013]可选地，所述衬底为导电衬底并作为所述第二电极，所述第一电极与所述第一电
流扩展层接触。
[0014]可选地，所述衬底为非导电衬底，所述第一绝缘保护层延伸到所述第二电流扩展层与所述键合金属层之间并覆盖所述第二电流扩展层。
[0015]可选地，所述第二电极贯穿所述第一半导体层、有源层和第二半导体层并与所述第二电流扩展层接触，所述第二电极与所述第一电极电绝缘。
[0016]可选地，所述第二电极与所述第一半导体层、所述有源层和所述第二半导体层之间设有第二绝缘保护层。
[0017]可选地，所述第一电流扩展层部分覆盖所述第一半导体层，所述第二电流扩展层部分覆盖所述第二半导体层；
[0018]所述键合金属层包括第一键合金属层和第二键合金属层，所述第一键合金属层位于所述第一绝缘保护层的第一部分上，所述第一部分与所述第一电流扩展层正对，所述第二键合金属层位于所述第一绝缘保护层的第二部分上，所述第二部分与所述第二电流扩展层正对，所述第一键合金属层与所述第二键合金属层电绝缘；
[0019]所述第一电极通过所述第一键合金属层与所述第一电流扩展层电连接；
[0020]所述第二电极通过所述第二键合金属层与所述第二电流扩展层电连接。
[0021]可选地，还包括第三电极和第四电极；
[0022]所述第一电极贯穿所述第一半导体层未覆盖有第一电流扩展层的部分以及所述第一绝缘保护层与所述第一键合金属层接触；
[0023]所述第三电极贯穿所述第一绝缘保护层并与所述第一键合金属层和第一电流扩展层接触；
[0024]所述第二电极贯穿所述第一半导体层、有源层以及第二半导体层未覆盖有第二电流扩展层的部分与所述第二键合金属层接触，所述第二电极与所述第一半导体层、有源层和第二半导体层之间设有第二绝缘保护层；
[0025]所述第四电极贯穿所述第一绝缘保护层并与所述第二键合金属层和第二电流扩展层接触。
[0026]本专利技术提供的一种深紫外发光二极管，包括：第一半导体层；形成在第一半导体层上的有源层和第一电流扩展层，有源层和第一电流扩展层同层设置；形成在第一电流扩展层上的第一绝缘保护层；层叠在有源层上的第二半导体层、第二电流扩展层、键合金属层以及衬底；第一电极，贯穿第一半导体层并与第一电流扩展层电连接；第二电极，与第二电流扩展层电连接。因第一电流扩展层层积在第一半导体层上的工序在衬底与键合金属层金属键合的工序之前，在第一电流扩展层形成后并对其进行高温退火，通过第一电极贯穿第一半导体层并与第一电流扩展层电连接，可将高温退火操作提前到金属键合操作之前，避免了键合性能劣化。
[0027]本专利技术的第二个方面是提供一种深紫外发光二极管的制作方法，包括：
[0028]在第一半导体层上层积有源层和第二半导体层；
[0029]对所述第二半导体层和有源层进行图案化，以暴露部分所述第一半导体层；
[0030]在裸露出的所述第一半导体层上层积第一电流扩展层；
[0031]在所述第二半导体层上层积第二电流扩展层；
[0032]对所述第一电流扩展层或所述第二电流扩展层进行高温退火；
[0033]在所述第一电流扩展层上层积第一绝缘保护层；
[0034]将所述第二电流扩展层上层积金属键合层并与衬底进行金属键合；
[0035]形成与所述第一电流扩展层电连接的第一电极以及与所述第二电流扩展层电连接的第二电极。
[0036]可选地，所述第一半导体层的材料为三族氮化物，采用第一温度对所述第一电流扩展层进行高温退火，所述第一温度为800
‑
1100℃。
[0037]可选地，采用第二温度对所述第二电流扩展层进行退火，所述第二温度为400
‑
600℃。
[0038]本专利技术提供的一种深紫外发光二极管及其制作方法，可以在金属键合操作前对电流扩展层进行高温退火，以改善半导体层与电流扩展层之间的接触电阻，避免了高温退火在金属键合之后可能导致键合金属熔化的问题。
附图说明
[0039]通过参照附图的以下详细描述，本专利技术实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本专利技术的多个实施例进行说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深紫外发光二极管，其特征在于，包括：第一半导体层；形成在所述第一半导体层上的有源层和第一电流扩展层，所述有源层和所述第一电流扩展层同层设置；形成在所述第一电流扩展层上的第一绝缘保护层；层叠在所述有源层上的第二半导体层、第二电流扩展层、键合金属层以及衬底；第一电极，贯穿所述第一半导体层并与所述第一电流扩展层电连接；第二电极，与所述第二电流扩展层电连接。2.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述衬底为导电衬底并作为所述第二电极，所述第一电极与所述第一电流扩展层接触。3.根据权利要求1所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述衬底为非导电衬底，所述第一绝缘保护层延伸到所述第二电流扩展层与所述键合金属层之间并覆盖所述第二电流扩展层。4.根据权利要求3所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述第二电极贯穿所述第一半导体层、有源层和第二半导体层并与所述第二电流扩展层接触，所述第二电极与所述第一电极电绝缘。5.根据权利要求4所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述第二电极与所述第一半导体层、所述有源层和所述第二半导体层之间设有第二绝缘保护层。6.根据权利要求3所述的深紫外发光二极管，其特征在于，所述第一电流扩展层部分覆盖所述第一半导体层，所述第二电流扩展层部分覆盖所述第二半导体层；所述键合金属层包括第一键合金属层和第二键合金属层，所述第一键合金属层位于所述第一绝缘保护层的第一部分上，所述第一部分与所述第一电流扩展层正对，所述第二键合金属层位于所述第一绝缘保护层的第二部分上，所述第二部分与所述第二电流扩展层正对，所述第一键合金属层与所述第二键合金属层电绝缘；所述第一电极通过所述第一键合金属层与所述第一电流扩展层电连接；所述第二电极通过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚禹，郑远志，康建，陈向东，
申请(专利权)人：马鞍山杰生半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：