CN111769184B - 一种紫外led芯片保护结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种紫外LED芯片保护结构，包括由下至上依次设置的衬底、缓冲层、n型导电层、多量子阱区、p型层和电流扩展层，在电流扩展层上表面沉积一层紫外光可穿透的芯片保护层结构；本技术方案中，通过在电流扩展层上表面沉积一层紫外光可穿透的绝缘的芯片保护层结构，可以实现对紫外LED芯片的静电保护，有效规避空气或其他物质给芯片带来的经典损伤，提高紫外LED芯片的寿命及可靠性，推动氮化物基紫外LED的应用。
Description
技术领域
本发明涉及光电子器件技术领域，尤其涉及的是一种紫外LED芯片保护结构。
背景技术
紫外发光二极管（light emitting diode，以下简称LED），因其波长短、光子能量高、光束均匀等优点，在物理杀菌、高显色指数的照明以及高密度光存储等领域有着重要的应用。目前，大量的研究已经在晶体质量、高A1组分和短波长结构设计等技术方面取得了重要突破，成功制备300纳米以下的深紫外LED器件，实现毫瓦级的功率输出，并在可靠性方面取得很大进展。
但是，现有的紫外LED在使用时间长了以后，紫外LED的芯片因缺少保护容易被空气或其他物质损伤，影响紫外LED芯片的使用寿命及可靠性。
因此，现有的技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种紫外LED芯片保护结构，旨在解决现有的紫外LED芯片因缺少保护容易被空气或其他物质损伤，影响芯片使用寿命及可靠性的问题。
本发明的技术方案如下：一种紫外LED芯片保护结构，其中，包括由下至上依次设置的衬底、缓冲层、n型导电层、多量子阱区、p型层和电流扩展层，在电流扩展层上表面沉积一层紫外光可穿透的芯片保护层结构。
所述的紫外LED芯片保护结构，其中，所述芯片保护层结构为绝缘材料层。
所述的紫外LED芯片保护结构，其中，所述缓冲层为氮化铝缓冲层。
所述的紫外LED芯片保护结构，其中，所述多量子阱区为紫外波段有源区多量子阱区。
所述的紫外LED芯片保护结构，其中，所述的芯片保护层结构为非掺杂的绝缘金刚石单晶或非掺杂的绝缘碳化硅单晶或非掺杂的绝缘钙钛矿或非掺杂的绝缘氮化铝单晶或绝缘石英。
所述的紫外LED芯片保护结构，其中，所述的芯片保护层结构覆盖在紫外LED芯片的表面及侧壁区域。
所述的紫外LED芯片保护结构，其中，所述芯片保护层结构中包裹着AlN/AlGaN应力释放异质结构层。
所述的紫外LED芯片保护结构，其中，所述芯片保护层结构中包裹着空气层或真空层夹层结构。
所述的紫外LED芯片保护结构，其中，所述芯片保护层结构包括外层材料层和不吸收紫外光的透明结构夹层，所述透明结构夹层被包裹在外层材料内。
本发明的有益效果：本发明通过提供一种紫外LED芯片保护结构，通过在电流扩展层上表面沉积一层紫外光可穿透的绝缘的芯片保护层结构，可以实现对紫外LED芯片的静电保护，有效规避空气或其他物质给芯片带来的经典损伤，提高紫外LED芯片的寿命及可靠性，推动氮化物基紫外LED的应用。
附图说明
图1是本发明中紫外LED芯片保护结构的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
如图1所示，一种紫外LED芯片保护结构，包括由下至上依次设置的衬底1、缓冲层2、n型导电层3、多量子阱区4、p型层5和电流扩展层6，在电流扩展层6上表面沉积一层紫外光可穿透的绝缘的芯片保护层结构7。
本技术方案中，通过在电流扩展层6上表面沉积一层紫外光可穿透的绝缘的芯片保护层结构7，可以实现对紫外LED芯片的静电保护，有效规避空气或其他物质给芯片带来的经典损伤，提高紫外LED芯片的寿命及可靠性，推动氮化物基紫外LED的应用。
在某些具体实施例中，所述缓冲层2为氮化铝缓冲层AlN buffer。
在某些具体实施例中，所述多量子阱区4为紫外波段有源区多量子阱区。
在某些具体实施例中，所述的芯片保护层结构7为非掺杂的绝缘金刚石单晶或非掺杂的绝缘SiC（碳化硅）单晶或非掺杂的绝缘钙钛矿或非掺杂的绝缘AlN（氮化铝）单晶或绝缘石英。
在某些具体实施例中，所述的芯片保护层结构7覆盖在紫外LED芯片的表面及侧壁区域。
在某些具体实施例中，所述芯片保护层结构7中包裹着AlN/AlGaN（氮化铝/氮化铝镓）应力释放异质结构层,AlN/AlGaN应力释放异质结构层包括由下到上依次设置的AlGaN层和AlN层；该AlN/AlGaN应力释放异质结构层可用于释放应力。
在某些具体实施例中，所述芯片保护层结构7中包裹着空气层或真空层夹层结构；该空气层或真空层夹层结构可用于释放应力。
在某些具体实施例中，所述芯片保护层结构7中包裹着与外层材料（这里的外层材料是指非掺杂的绝缘金刚石单晶或非掺杂的绝缘SiC单晶或非掺杂的绝缘钙钛矿或非掺杂的绝缘AlN单晶或绝缘石英）不同的不吸收紫外光的透明结构夹层；不吸收紫外光的透明结构夹层用于增加反射率。
本技术方案中，可以根据实际需要在芯片保护层结构7中设置AlN/AlGaN应力释放异质结构层、空气层或真空层夹层结构、不吸收紫外光的透明结构夹层的任一一种或多种组合设置。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种紫外LED芯片保护结构，其特征在于，包括由下至上依次设置的衬底、缓冲层、n型导电层、多量子阱区、p型层和电流扩展层，在电流扩展层上表面沉积一层紫外光可穿透的芯片保护层结构，所述芯片保护层由外层材料层、不吸收紫外光的透明结构夹层、AlN/AlGaN应力释放异质结构层和空气层/真空层夹层组成，所述外层材料层为非掺杂的绝缘金刚石单晶或非掺杂的绝缘碳化硅单晶或非掺杂的绝缘钙钛矿或非掺杂的绝缘氮化铝单晶或绝缘石英。
2.根据权利要求1所述的紫外LED芯片保护结构，其特征在于，所述芯片保护层结构为绝缘材料层。
3.根据权利要求1所述的紫外LED芯片保护结构，其特征在于，所述缓冲层为氮化铝缓冲层。
4.根据权利要求1所述的紫外LED芯片保护结构，其特征在于，所述多量子阱区为紫外波段有源区多量子阱区。
5.根据权利要求1至4任一所述的紫外LED芯片保护结构，其特征在于，所述的芯片保护层结构覆盖在紫外LED芯片的表面及侧壁区域。
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