CN108011002A - 一种紫外led芯片制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种紫外LED芯片制作方法,包括:依次外延生长u‑GaN层、n‑AlGaN层、多量子阱层以及p‑GaN层或p‑AlGaN层;去除部分区域的p‑GaN层或p‑AlGaN层以及多量子阱层和部分n‑AlGaN层;在n‑AlGaN层上制作n型欧姆接触金属;去除n‑AlGaN层上的n型欧姆接触金属;在p‑GaN层或p‑AlGaN层上制作p型欧姆接触层;在p型欧姆接触层上制作金属阻挡层;在n‑AlGaN层上光刻出欧姆接触部分,生长n型欧姆接触层;通过后续加工工艺制得紫外LED芯片。本发明能够明显改善p型欧姆接触和n型欧姆接触特性,提高p面欧姆接触金属粘附性,降低芯片电压,提高芯片稳定性,提高生产良率。
Description
技术领域
本发明属于光电技术领域,具体是涉及一种紫外LED芯片制作方法。
背景技术
随着 LED 研发的不断深入,LED 技术创新与应用领域不断扩展,LED 市场也越来越宽广,紫外LED等市场也逐渐受到关注。紫外LED的发展主流为UV-A LED和UV-C LED,其中UV-A LED多聚焦于光固化市场应用,UV-C LED可应用于食品保鲜、空气净化、水净化等市场。在汞灯使用禁止条例将于2020年发酵的预期心理下,越来越多的光固化设备商积极导入紫外LED,带动2021年整体紫外LED市场产值将达5.55亿美元;在UV-C LED部分,LEDinside预估2021年将达2.57亿美元。总的来说,紫外LED市场前景广阔。
虽然紫外市场被看好,但紫外LED特别是波长小于365nm的紫外LED技术门槛很高。GaN材料对于波长小于365nm的光存在吸收问题,所以对于波长小于365nm的紫外LED,其n型半导体不能为GaN材料,一般采用AlGaN材料。n-AlGaN的欧姆接触需要高温才能形成(一般退火温度要大于等于550℃)。对于垂直结构/倒装结构的紫外LED,p面的欧姆接触通常采用Ag基、Al基反射欧姆接触层,比较难形成且不稳定。n-AlGaN高温退火形成欧姆接触的过程会破坏p面的欧姆接触,通常工艺中采用先制作n型欧姆接触层,再制作p型欧姆接触层来避免p面欧姆接触被破坏的问题。但是,采用先制作n型欧姆接触层,再制作p型欧姆接触层也会带来新的问题:比如p型欧姆接触退火过程破坏n型欧姆接触,以及采用剥离方法制作p型欧姆接触层(先制作n型欧姆接触再制作p型欧姆接触,p型欧姆接触层只能采用剥离工艺制作)引入的粘附性问题等等。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在问题和不足,提供一种能够明显改善p型欧姆接触和n型欧姆接触特性,提高p面欧姆接触金属粘附性,降低芯片电压,提高芯片稳定性,提高生产良率的紫外LED芯片制作方法。
本发明的技术方案是这样实现的:
本发明所述紫外LED芯片制作方法,其特点是包括以下步骤:
1)在生长衬底上依次外延生长u-GaN层、n-AlGaN层、多量子阱层以及p-GaN层或p-AlGaN层;
2)通过光刻和干法刻蚀去除部分区域的p-GaN层或p-AlGaN层,以及多量子阱层和部分n-AlGaN层,露出n-AlGaN层表面;
3)通过剥离的方法在n-AlGaN层表面上制作n型欧姆接触金属,并高温退火;
4)腐蚀去除n-AlGaN层上的n型欧姆接触金属;
5)在p-GaN层或p-AlGaN层的表面上制作一层p型欧姆接触层,并退火,该p型欧姆接触层也为反射镜层;
6)在p型欧姆接触层的表面制作一层能够包覆该p型欧姆接触层的金属阻挡层;
7)在金属阻挡层和n-AlGaN层表面上生长一层绝缘层,在绝缘层上光刻出n-AlGaN层的欧姆接触部分,并通过腐蚀去除该欧姆接触部分上的绝缘层后,再在该欧姆接触部分上生长n型欧姆接触层,并退火;
8)通过后续加工工艺制得倒装薄膜结构紫外LED芯片或普通倒装结构紫外LED芯片。
其中,上述步骤3)所述n型欧姆接触金属为钛、铝、镍、金、矾、锆中的一种或几种组合或它们的合金。
上述步骤3)所述高温退火的温度为550℃~1000℃,退火时间为20S~60S,退火氛围为N2。
上述步骤4)所述腐蚀采用的溶液为盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸、磷酸、冰醋酸、王水中的一种或几种组成的混合液。
上述步骤5)所述p型欧姆接触层采用镍、银、铝、金、铂、钯、镁、钨中的一种或几种或它们的合金制成。
上述步骤5)所述p型欧姆接触层的制备方法为:先采用丙酮、乙醇、盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸、磷酸、冰醋酸、王水中的一种或几种组成的混合液对p-GaN层或p-AlGaN层的表面进行处理,然后采用电子束蒸发或磁控溅射的方法在p-GaN层或p-AlGaN层的表面沉积一层p型欧姆接触金属,光刻腐蚀出p型欧姆接触层,并在300℃~600℃下退火60s~300s。
上述步骤6)所述金属阻挡层采用镍、金、钛、铂、钯、钨中的一种或几种或它们的合金制成。
上述步骤7)所述n型欧姆接触层采用钛、铝、镍、金、矾、锆中的一种或几种或它们的合金制成。
上述步骤7)所述退火的温度为25℃~300℃,退火时间为20S~180S,退火氛围N2。
上述步骤8)所述制备倒装薄膜结构紫外LED芯片的具体方法为:
在上述步骤7)之后,先光刻出p型电极区域,并腐蚀去除该区域的绝缘层,然后加厚制得p电极和n电极,再沉积一层绝缘材料层,并做二次电极分布,最后去除生长衬底和u-GaN层,并粗化n-AlGaN层,制得普通倒装结构紫外LED芯片;
或者,在上述步骤7)之后,先在绝缘层上生长一层金属材料层,将二次衬底粘合到该金属材料层上,接着去除生长衬底获得GaN基倒装薄膜结构,并在GaN基倒装薄膜结构上制作出划片槽和p焊盘区域,然后制作p焊盘,最后去除u-GaN层,并粗化n-AlGaN层,制得倒装薄膜结构紫外LED芯片。
本发明与现有技术相比,具有以下优点:
1)p型欧姆接触采用先生长金属再光刻腐蚀的方法制作,相比于光刻剥离的方法,此方法更容易对p型半导体表面进行处理,增加了p型欧姆接触金属的粘附性、降低了p型欧姆接触电阻,提高了芯片的良率;
2)本发明采用n型欧姆金属高温激活的方法,高温退火条件下,n型欧姆接触金属与AlGaN中的N形成化合物,AlGaN中的N析出,在n-AlGaN的表面形成N空位,提高了载流子浓度,有利于与二次沉积的n型欧姆接触金属在低温条件下形成良好的欧姆接触;
3)本发明采用先高温激活n-AlGaN,形成N空位,再制备p型欧姆接触,最后再低温条件制备n-AlGaN欧姆接触的方法制备倒装薄膜结构紫外LED芯片。此方法通过高温激活的方法降低了n-AlGaN欧姆接触的退火温度,保证了p、n良好欧姆接触的同时,提高了芯片的可靠性,有效避免了现有工艺中的采用先制备p面欧姆接触再制备n-AlGaN欧姆接触技术中,n-AlGaN欧姆接触高温退火过程破坏p面欧姆接触;或者,采用先制作n型欧姆接触层再制作p型欧姆接触层中,p型欧姆接触退火过程对n型欧姆接触层破坏;或者,只能采用剥离方法制作p型欧姆接触层引入的粘附性等技术难题。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1为本发明实施例一的制作过程示意图。
图2为本发明实施例二的制作过程示意图。
图3为本发明实施例一的成品俯视图。
图4为本发明实施例二的成品俯视图。
具体实施方式
实施例一:
如图1所示,本发明所述紫外LED芯片制备方法,包括以下步骤:
步骤一、采用蓝宝石衬底作为生长衬底1,在蓝宝石衬底上依次外延生长u-GaN层2、n-AlGaN层3、多量子阱层4以及p-GaN层5;
步骤二、通过光刻和干法刻蚀去除部分区域的p-GaN层、多量子阱层和部分n-AlGaN层,露出n-AlGaN层表面6;
步骤三、通过剥离的方法在n-AlGaN层表面6上制作n型欧姆接触金属7,并在550℃~1000℃的N2氛围中快速退火20S~60S,该n型欧姆接触金属为钛、铝、镍、金、矾、镐中的一种或几种组合或它们的合金;
步骤四、采用腐蚀溶液,将n型欧姆接触金属腐蚀干净,腐蚀时间由金属种类以及其厚度所决定,具体地,所述腐蚀溶液为盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸、磷酸、冰醋酸、王水中的一种或几种组成的混合液;
步骤五、采用电子束蒸发或磁控溅射的方法在p-GaN层的表面沉积一层p型欧姆接触金属,光刻腐蚀出p型欧姆接触层8,并置于300℃~600℃温度中退火60s~300s;该p型欧姆接触层8也是反射镜层,具体地,p型欧姆接触金属为银、铝、金、铂、钯、镁、钨中的一种或几种组合或它们的合金;
步骤六、在p型欧姆接触层8的表面制备一层能够将p面欧姆接触层包覆在其内部的金属阻挡层9,用于保护p型欧姆接触层8在后续的工艺中不被破坏,具体地,所述金属阻挡层9采用镍、金、钛、铂、钯、钨中的一种或几种或它们的合金制成;
步骤七、采用PECVD、LPCVD、溅射、涂布等方法中的一种或几种组合在金属阻挡层9、n-AlGaN层表面6以及两者间的侧壁上制备一层绝缘层10,在绝缘层上光刻出n-AlGaN层的欧姆接触部分,并腐蚀去除该部分处的绝缘层,露出n-AlGaN层的欧姆接触部分,然后在露出的n-AlGaN层上生长n型欧姆接触层11,并于25℃~300℃温度中,退火20S~180S,,退火氛围N2;具体地,绝缘层10采用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氮化铝、涂布玻璃、聚酰亚胺中的一种或几种制成;腐蚀绝缘层的方法可以是法化学腐蚀、干法ICP刻蚀和RIE刻蚀的任意一种或多种组合;n型欧姆接触层11采用钛、铝、镍、金、矾、锆中的一种或几种或它们的合金制成;
步骤八、在绝缘层上光刻腐蚀出p型电极区域,并腐蚀去除该区域处的绝缘层,露出p型电极区域12;
步骤九、在p型电极区域和n型欧姆接触层上分别加厚制得p电极13和n电极14,具体地,p电极和n电极采用铬、铝、镍、金、铂、钛、铟、钒、钯、钽、钕、铪、钪、钨中的一种或几种或它们的合金制成;
步骤十、在p电极13和n电极14上沉积一层绝缘材料层(图1中未画出),光刻腐蚀并做电极二次分布,形成芯片P接触电极21与N接触电极22,其中芯片P接触电极21与N接触电极22之间有绝缘材料层23;
步骤十一、采用激光剥离的方法去除蓝宝石衬底,以及采用ICP刻蚀的方法去除u-GaN层2,并粗化n-AlGaN层的表面15,得到普通倒装结构紫外LED芯片,其俯视结构如图3所示。
实施例二:
如图2所示,本发明所述紫外LED芯片制备方法,包括以下步骤:
步骤一、采用SiC衬底作为生长衬底1,在SiC衬底上依次外延生长u-GaN层2、n-AlGaN层3、多量子阱层4以及p-AlGaN层16;
步骤二、通过光刻和干法刻蚀去除部分区域的p-AlGaN层、多量子阱层和部分n-AlGaN层,露出n-AlGaN层表面6;
步骤三、通过剥离的方法在n-AlGaN层表面上制作n型欧姆接触金属7,并在550℃~1000℃的N2氛围中快速退火20S~60S,该n型欧姆接触金属为钛、铝、镍、金、矾、镐中的一种或几种组合或它们的合金;
步骤四、采用腐蚀溶液,将n型欧姆接触金属腐蚀干净,腐蚀时间由金属种类以及其厚度所决定,具体地,所述腐蚀溶液为盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸、磷酸、冰醋酸、王水中的一种或几种组成的混合液;
步骤五、采用电子束蒸发或磁控溅射的方法在p-AlGaN层的表面沉积一层p型欧姆接触金属,光刻腐蚀出p型欧姆接触层8,并置于300℃~600℃温度中退火60s~300s;该p型欧姆接触层8也是反射镜层,具体地,p型欧姆接触金属为银、铝、金、铂、钯、镁、钨中的一种或几种组合或它们的合金;
步骤六、在p型欧姆接触层8的表面制备一层能够将p面欧姆接触层包覆在其内部的金属阻挡层9,用于保护p型欧姆接触层8在后续的工艺中不被破坏,具体地,所述金属阻挡层9采用镍、金、钛、铂、钯、钨中的一种或几种或它们的合金制成;
步骤七、采用PECVD、LPCVD、溅射、涂布等方法中的一种或几种组合在金属阻挡层9、n-AlGaN层表面6以及两者间的侧壁上制备一层绝缘层10,在绝缘层上光刻出n-AlGaN层的欧姆接触部分,并腐蚀去除该部分处的绝缘层,露出n-AlGaN层的欧姆接触部分,然后在露出的n-AlGaN层上生长n型欧姆接触层11,并于25℃~300℃温度中,退火20S~180S,具体地,绝缘层10采用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氮化铝、涂布玻璃、聚酰亚胺中的一种或几种制成;腐蚀绝缘层的方法可以是法化学腐蚀、干法ICP刻蚀和RIE刻蚀的任意一种或多种组合;n型欧姆接触层11采用钛、铝、镍、金、矾、锆中的一种或几种或它们的合金制成;
步骤八、在绝缘层10上生长一层金属材料17,将二次衬底18粘合到金属材料层上,具体地,金属材料层17采用金、锡、铟、钛、铅、镍、铂、钛中的一种或几种或它们的合金制成;二次衬底18的材料为硅、铜、碳化硅或陶瓷等热导性好的材料;
步骤九、采用研磨、抛光、ICP刻蚀、湿法腐蚀中的一种或多种组合去除SiC衬底,获得GaN基倒装薄膜结构;
步骤十、在获得GaN基倒装薄膜结构上采用光刻、湿法腐蚀或干法刻蚀制备出划片槽19和p焊盘区域(图2中未画出);
步骤十一、在p焊盘区域采用光刻剥离的方法制备p焊盘20(图2中未画出);
步骤十二、采用ICP刻蚀的方法去除u-GaN层,并粗化n-AlGaN层的表面15;
步骤十三、采用划片裂片或锯片的方法将芯片结构分割开来,完成倒装薄膜结构紫外LED芯片的制备,其俯视结构如图4所示。
本发明是通过实施例来描述的,但并不对本发明构成限制,参照本发明的描述,所公开的实施例的其他变化,如对于本领域的专业人士是容易想到的,这样的变化应该属于本发明权利要求限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种紫外LED芯片制作方法,其特征在于包括以下步骤:
1)在生长衬底上依次外延生长u-GaN层、n-AlGaN层、多量子阱层以及p-GaN层或p-AlGaN层;
2)通过光刻和干法刻蚀去除部分区域的p-GaN层或p-AlGaN层,以及多量子阱层和部分n-AlGaN层,露出n-AlGaN层表面;
3)通过剥离的方法在n-AlGaN层表面上制作n型欧姆接触金属,并高温退火;
4)腐蚀去除n-AlGaN层上的n型欧姆接触金属;
5)在p-GaN层或p-AlGaN层的表面上制作一层p型欧姆接触层,并退火,该p型欧姆接触层也为反射镜层;
6)在p型欧姆接触层的表面制作一层能够包覆该p型欧姆接触层的金属阻挡层;
7)在金属阻挡层和n-AlGaN层表面上生长一层绝缘层,在绝缘层上光刻出n-AlGaN层的欧姆接触部分,并通过腐蚀去除该欧姆接触部分上的绝缘层后,再在该欧姆接触部分上生长n型欧姆接触层,并退火;
8)通过后续加工工艺制得倒装薄膜结构紫外LED芯片或普通倒装结构紫外LED芯片。
2.根据权利要求1所述紫外LED芯片制作方法,其特征在于:上述步骤3)所述n型欧姆接触金属为钛、铝、镍、金、矾、锆中的一种或几种组合或它们的合金。
3.根据权利要求1所述紫外LED芯片制作方法,其特征在于:上述步骤3)所述高温退火的温度为550℃~1000℃,退火时间为20S~60S,退火氛围为N2。
4.根据权利要求1所述紫外LED芯片制作方法,其特征在于:上述步骤4)所述腐蚀采用的溶液为盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸、磷酸、冰醋酸、王水中的一种或几种组成的混合液。
5.根据权利要求1所述紫外LED芯片制作方法,其特征在于:上述步骤5)所述p型欧姆接触层采用镍、银、铝、金、铂、钯、镁、钨中的一种或几种或它们的合金制成。
6.根据权利要求1所述紫外LED芯片制作方法,其特征在于:上述步骤5)所述p型欧姆接触层的制备方法为:先采用丙酮、乙醇、盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸、磷酸、冰醋酸、王水中的一种或几种组成的混合液对p-GaN层或p-AlGaN层的表面进行处理,然后采用电子束蒸发或磁控溅射的方法在p-GaN层或p-AlGaN层的表面沉积一层p型欧姆接触金属,光刻腐蚀出p型欧姆接触层,并在300℃~600℃下退火60s~300s。
7.根据权利要求1所述紫外LED芯片制作方法,其特征在于:上述步骤6)所述金属阻挡层采用镍、金、钛、铂、钯、钨中的一种或几种或它们的合金制成。
8.根据权利要求1所述紫外LED芯片制作方法,其特征在于:上述步骤7)所述n型欧姆接触层采用钛、铝、镍、金、矾、锆中的一种或几种或它们的合金制成。
9.根据权利要求1所述紫外LED芯片制作方法,其特征在于:上述步骤7)所述退火的温度为25℃~300℃,退火时间为20S~180S,退火氛围N2。
10.根据权利要求1所述紫外LED芯片制作方法,其特征在于:上述步骤8)所述制备紫外LED芯片的具体方法为:
在上述步骤7)之后,先光刻出p型电极区域,并腐蚀去除该区域的绝缘层,然后加厚制得p电极和n电极,再沉积一层绝缘材料层,并做二次电极分布,最后去除生长衬底和u-GaN层,并粗化n-AlGaN层,制得普通倒装结构紫外LED芯片;
或者,在上述步骤7)之后,先在绝缘层上生长一层金属材料层,将二次衬底粘合到该金属材料层上,接着去除生长衬底获得GaN基倒装薄膜结构,并在GaN基倒装薄膜结构上制作出划片槽和p焊盘区域,然后制作p焊盘,最后去除u-GaN层,并粗化n-AlGaN层,制得倒装薄膜结构紫外LED芯片。
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109309149A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-02-05 | 江苏芯力特电子科技有限公司 | 一种倒装结构芯片的制作方法 |
CN110491980A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-11-22 | 厦门三安光电有限公司 | 一种紫外led芯片及其制备方法 |
CN111129249A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-08 | 合肥彩虹蓝光科技有限公司 | 一种深紫外线发光二极管及其制备方法 |
CN111200046A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-26 | 广东省半导体产业技术研究院 | Led芯片结构及其制作方法 |
CN112420887A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-02-26 | 广东省科学院半导体研究所 | 一种深紫外led器件及其制作方法 |
CN112750925A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-04 | 广东省科学院半导体研究所 | 深紫外led器件结构及其制备方法 |
CN113937196A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-01-14 | 广东省科学院半导体研究所 | 一种深紫外发光二极管结构及其制备方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101840964A (zh) * | 2009-03-18 | 2010-09-22 | 中国科学院半导体研究所 | 低阻p-GaN欧姆接触电极制备方法 |
CN102017192A (zh) * | 2008-03-26 | 2011-04-13 | 晶能光电(江西)有限公司 | 在发光器件内制造高反射欧姆接触的方法 |
CN102789976A (zh) * | 2012-08-28 | 2012-11-21 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 一种GaN基LED芯片的制作方法 |
CN104201255A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-12-10 | 华南理工大学 | 一种提升GaN基发光器件p型欧姆接触性能的方法 |
JP2015216352A (ja) * | 2014-04-24 | 2015-12-03 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 紫外発光ダイオードおよびそれを備える電気機器 |
CN106876532A (zh) * | 2017-01-13 | 2017-06-20 | 南京大学 | 一种高出光率、高可靠性的紫外发光二极管及其制造方法 |
US20170338371A1 (en) * | 2014-04-15 | 2017-11-23 | Sensor Electronic Technology, Inc. | Semiconductor Heterostructure with Stress Management |
-
2017
- 2017-11-30 CN CN201711232518.8A patent/CN108011002B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102017192A (zh) * | 2008-03-26 | 2011-04-13 | 晶能光电(江西)有限公司 | 在发光器件内制造高反射欧姆接触的方法 |
CN101840964A (zh) * | 2009-03-18 | 2010-09-22 | 中国科学院半导体研究所 | 低阻p-GaN欧姆接触电极制备方法 |
CN102789976A (zh) * | 2012-08-28 | 2012-11-21 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 一种GaN基LED芯片的制作方法 |
US20170338371A1 (en) * | 2014-04-15 | 2017-11-23 | Sensor Electronic Technology, Inc. | Semiconductor Heterostructure with Stress Management |
JP2015216352A (ja) * | 2014-04-24 | 2015-12-03 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 紫外発光ダイオードおよびそれを備える電気機器 |
CN104201255A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-12-10 | 华南理工大学 | 一种提升GaN基发光器件p型欧姆接触性能的方法 |
CN106876532A (zh) * | 2017-01-13 | 2017-06-20 | 南京大学 | 一种高出光率、高可靠性的紫外发光二极管及其制造方法 |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109309149A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-02-05 | 江苏芯力特电子科技有限公司 | 一种倒装结构芯片的制作方法 |
CN110491980A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-11-22 | 厦门三安光电有限公司 | 一种紫外led芯片及其制备方法 |
CN111129249A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-08 | 合肥彩虹蓝光科技有限公司 | 一种深紫外线发光二极管及其制备方法 |
CN111200046A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-26 | 广东省半导体产业技术研究院 | Led芯片结构及其制作方法 |
CN111200046B (zh) * | 2020-01-13 | 2022-06-03 | 广东省半导体产业技术研究院 | Led芯片结构及其制作方法 |
CN112420887A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-02-26 | 广东省科学院半导体研究所 | 一种深紫外led器件及其制作方法 |
CN112750925A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-04 | 广东省科学院半导体研究所 | 深紫外led器件结构及其制备方法 |
CN112750925B (zh) * | 2020-12-31 | 2022-04-08 | 广东省科学院半导体研究所 | 深紫外led器件结构及其制备方法 |
CN113937196A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-01-14 | 广东省科学院半导体研究所 | 一种深紫外发光二极管结构及其制备方法 |
CN113937196B (zh) * | 2021-11-02 | 2023-10-27 | 广东省科学院半导体研究所 | 一种深紫外发光二极管结构及其制备方法 |
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Publication number | Publication date |
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