【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于深紫外led器件，具体涉及一种倒装结构深紫外led器件及其制备方法。
技术介绍
1、深紫外led芯片，作为一种新兴的半导体光电子器件，其应用范围广泛，涵盖了杀菌消毒、生物医疗、通信等多个重要领域。其中，深紫外led芯片的出光效率，是其关键性能指标之一，这一点的重要性不言而喻，因为它直接关系到该芯片在实际应用中的效果，以及其在市场上的竞争力。然而，深紫外led芯片在材料特性和结构设计上，存在一定的局限性，这使得其出光效率往往较低，这一问题在一定程度上，限制了深紫外led芯片的应用范围，以及其发展潜力。
2、现有技术主要是通过改进量子阱的结构设计和芯片的制造工艺来提高光子的输出效率。例如，通过改变量子阱的形状、大小和材料组成等参数，可以调节其能带结构，从而提高光子的产生效率。同时，通过优化芯片的结构设计，如增加抗反射涂层、改善散热条件等，可以提高器件的稳定性和可靠性。
3、但是现有的技术在提高光子输出效率和优化芯片结构设计方面还存在一些问题。首先，由于光在各种介质中的传播特性，只有一部分光子能够直接射出，这限制了量子阱的发光效率。其次，虽然现有的制造工艺可以提高芯片的稳定性和可靠性，但在实际应用中，器件的性能仍然受到温度、湿度等环境因素的影响。最后，现有的制造工艺复杂，成本较高，不利于大规模生产和应用。
技术实现思路
1、针对上述现有技术限制了量子阱发光效率的技术问题，本专利技术提供了一种倒装结构深紫外led器件及其制备方法，通过引入深紫外增透光学
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种倒装结构深紫外led器件的制备方法，包括下列步骤：
4、s1、采用磁控溅射在蓝宝石衬底上制备aln模板层；
5、s2、制备hfo2-mgf2周期结构层；
6、s3、将s2中制备有hfo2-mgf2周期结构层的蓝宝石衬底浸入ace溶液清洗5min，之后浸入ipa溶液，然后冲水甩干；
7、s4、在hfo2-mgf2周期结构层上进行二次外延生长gan缓冲层；
8、s5、在gan缓冲层上继续生长led外延结构，并清洗led外延结构表面；
9、s6、制备mesa台面；
10、s7、制备n接触电极和p接触电极，在n接触电极、p接触电极和led外延结构表面制备钝化层；
11、s8、在n接触电极和p接触电极上方的钝化层上制备通孔，在通孔上面制备pad电极；
12、s9、使用化学机械研磨工艺减薄蓝宝石衬底。
13、所述s2中制备hfo2-mgf2周期结构层的方法为：采用离子束蒸发或磁控溅射在aln模板层制备hfo2-mgf2周期结构层，在aln模板上沉积多层hfo2材料和mgf2材料，先沉积hfo2材料后沉积mgf2材料，最终以hfo2材料终止，共4-8个周期，形成深紫外增透光学膜。
14、所述mgf2材料的制备工艺为：腔室真空度在1 e-2pa以下，温度范围为 20℃-25℃，镀率范围为0.2 nm/s -0.3nm/s；
15、所述hfo2材料的制备工艺为：腔室真空度在1 e-2pa以下，温度范围为20℃-25℃，镀率范围为0.3 nm/s -0.4nm/s。
16、所述hfo2材料和mgf2材料在同一腔室内循环制备，mgf2靶材使用4n以上纯度1mm-6mm晶体颗粒，hfo2靶材使用4n以上纯度1mm-4mm颗粒。
17、所述s5中生长led外延结构的方法为：在gan缓冲层上依次生长nalgan层、mqw层、palgan层和pgan层。
18、所述s6中制备mesa台面的方法为：在led外延结构的一侧，刻蚀led外延结构至nalgan层，形成mesa台面。
19、所述p接触电极生长在pgan层上，所述n接触电极生长在mesa台面上，所述n接触电极和p接触电极均采用cr、ni、al、ag、au、ti、sn、rh及pt材料中的一种或者几种金属组合而成，所述n接触电极和p接触电极生长方法均采用电子束蒸镀、热阻蒸发或溅射蒸镀。
20、所述pad电极采用cr、ni、ti、pt、au、sn多种金属堆叠形成，最上层采用au、sn金属，为后续封装共晶使用。
21、所述s9中的化学机械研磨工艺采用研磨、抛光或蚀刻，所述蓝宝石衬底的减薄范围为10 um -100 um。
22、一种倒装结构深紫外led器件，包括蓝宝石衬底、aln模板层、hfo2-mgf2周期结构层、gan缓冲层、nalgan层、mqw层、palgan层、pgan层、n接触电极、p接触电极、pad电极和钝化层，所述aln模板层生长在蓝宝石衬底上，所述hfo2-mgf2周期结构层生长在aln模板层上，所述gan缓冲层生长在hfo2-mgf2周期结构层上，所述nalgan层生长在gan缓冲层上，所述mqw层生长在nalgan层上，所述palgan层生长在mqw层上，所述pgan层生长在palgan层上，在pgan层的一侧刻蚀至nalgan层，形成mesa台面，所述n接触电极生长在mesa台面上，所述p接触电极生长在pgan层上，所述钝化层生长在n接触电极和p接触电极上，所述n接触电极和p接触电极上方的钝化层上制备有通孔，所述pad电极穿过通孔与n接触电极和p接触电极连接。
23、本专利技术与现有技术相比，具有的有益效果是：
24、本专利技术通过在aln模板上沉积多层不同折射率的介质材料，形成深紫外增透光学膜，提高量子阱产生光子直接射出的效率，以提高外延结构aln模板的发光效率。本专利技术的方法不仅可以提高光的提取效率，还可以减少光的损失，从而提高器件的性能。
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1.一种倒装结构深紫外LED器件的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
2.根据权利要求1所述的一种倒装结构深紫外LED器件的制备方法，其特征在于，所述S2中制备HfO2-MgF2周期结构层（103）的方法为：采用离子束蒸发或磁控溅射在AlN模板层（102）制备HfO2-MgF2周期结构层（103），在AlN模板上沉积多层HfO2材料和MgF2材料，先沉积HfO2材料后沉积MgF2材料，最终以HfO2材料终止，共4-8个周期，形成深紫外增透光学膜。
3.根据权利要求2所述的一种倒装结构深紫外LED器件的制备方法，其特征在于，所述MgF2材料的制备工艺为：腔室真空度在1 E-2Pa以下，温度范围为 20℃-25℃，镀率范围为0.2 nm/S -0.3nm/S；
4.根据权利要求2所述的一种倒装结构深紫外LED器件的制备方法，其特征在于：所述HfO2材料和MgF2材料在同一腔室内循环制备，MgF2靶材使用4N以上纯度1mm-6mm晶体颗粒，HfO2靶材使用4N以上纯度1mm-4mm颗粒。
5.根据权利要求1所述的一种倒装结构深紫外LED
6.根据权利要求5所述的一种倒装结构深紫外LED器件的制备方法，其特征在于，所述S6中制备MESA台面的方法为：在LED外延结构的一侧，刻蚀LED外延结构至nAlGaN层（105），形成MESA台面。
7.根据权利要求5所述的一种倒装结构深紫外LED器件的制备方法，其特征在于：所述p接触电极（202）生长在pGaN层（108）上，所述n接触电极（201）生长在MESA台面上，所述n接触电极（201）和p接触电极（202）均采用Cr、Ni、Al、Ag、Au、Ti、Sn、Rh及Pt材料中的一种或者几种金属组合而成，所述n接触电极（201）和p接触电极（202）生长方法均采用电子束蒸镀、热阻蒸发或溅射蒸镀。
8.根据权利要求1所述的一种倒装结构深紫外LED器件的制备方法，其特征在于：所述pad电极（203）采用Cr、Ni、Ti、Pt、Au、Sn多种金属堆叠形成，最上层采用Au、Sn金属，为后续封装共晶使用。
9.根据权利要求1所述的一种倒装结构深紫外LED器件的制备方法，其特征在于：所述S9中的化学机械研磨工艺采用研磨、抛光或蚀刻，所述蓝宝石衬底（101）的减薄范围为10um -100 um。
10.一种倒装结构深紫外LED器件，其特征在于：包括蓝宝石衬底（101）、AlN模板层（102）、HfO2-MgF2周期结构层（103）、GaN缓冲层（104）、nAlGaN层（105）、MQW层（106）、pAlGaN层（107）、pGaN层（108）、n接触电极（201）、p接触电极（202）、pad电极（203）和钝化层（301），所述AlN模板层（102）生长在蓝宝石衬底（101）上，所述HfO2-MgF2周期结构层（103）生长在AlN模板层（102）上，所述GaN缓冲层（104）生长在HfO2-MgF2周期结构层（103）上，所述nAlGaN层（105）生长在GaN缓冲层（104）上，所述MQW层（106）生长在nAlGaN层（105）上，所述pAlGaN层（107）生长在MQW层（106）上，所述pGaN层（108）生长在pAlGaN层（107）上，在pGaN层（108）的一侧刻蚀至nAlGaN层（105），形成MESA台面，所述n接触电极（201）生长在MESA台面上，所述p接触电极（202）生长在pGaN层（108）上，所述钝化层（301）生长在n接触电极（201）和p接触电极（202）上，所述n接触电极（201）和p接触电极（202）上方的钝化层（301）上制备有通孔，所述pad电极（203）穿过通孔与n接触电极（201）和p接触电极（202）连接。
...【技术特征摘要】
1.一种倒装结构深紫外led器件的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
2.根据权利要求1所述的一种倒装结构深紫外led器件的制备方法，其特征在于，所述s2中制备hfo2-mgf2周期结构层（103）的方法为：采用离子束蒸发或磁控溅射在aln模板层（102）制备hfo2-mgf2周期结构层（103），在aln模板上沉积多层hfo2材料和mgf2材料，先沉积hfo2材料后沉积mgf2材料，最终以hfo2材料终止，共4-8个周期，形成深紫外增透光学膜。
3.根据权利要求2所述的一种倒装结构深紫外led器件的制备方法，其特征在于，所述mgf2材料的制备工艺为：腔室真空度在1 e-2pa以下，温度范围为 20℃-25℃，镀率范围为0.2 nm/s -0.3nm/s；
4.根据权利要求2所述的一种倒装结构深紫外led器件的制备方法，其特征在于：所述hfo2材料和mgf2材料在同一腔室内循环制备，mgf2靶材使用4n以上纯度1mm-6mm晶体颗粒，hfo2靶材使用4n以上纯度1mm-4mm颗粒。
5.根据权利要求1所述的一种倒装结构深紫外led器件的制备方法，其特征在于，所述s5中生长led外延结构的方法为：在gan缓冲层（104）上依次生长nalgan层（105）、mqw层（106）、palgan层（107）和pgan层（108）。
6.根据权利要求5所述的一种倒装结构深紫外led器件的制备方法，其特征在于，所述s6中制备mesa台面的方法为：在led外延结构的一侧，刻蚀led外延结构至nalgan层（105），形成mesa台面。
7.根据权利要求5所述的一种倒装结构深紫外led器件的制备方法，其特征在于：所述p接触电极（202）生长在pgan层（108）上，所述n接触电极（201）生长在mesa台面上，所述n接触电极（201）和p接触电极（202）均采用cr、ni、al、ag、au、ti、sn、rh及pt材料中的一种或者几种金属组...
【专利技术属性】
技术研发人员：李勇强，张晓娜，王充，
申请(专利权)人：山西中科潞安紫外光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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