CN111769185A - 一种新型紫外led芯片结构 - Google Patents

一种新型紫外led芯片结构 Download PDF

Info

Publication number
CN111769185A
CN111769185A CN202010761702.7A CN202010761702A CN111769185A CN 111769185 A CN111769185 A CN 111769185A CN 202010761702 A CN202010761702 A CN 202010761702A CN 111769185 A CN111769185 A CN 111769185A
Authority
CN
China
Prior art keywords
led chip
layer
novel
ultraviolet
chip structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010761702.7A
Other languages
English (en)
Inventor
周启航
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Foshan Zixi Huizhong Technology Co ltd
Original Assignee
Foshan Zixi Huizhong Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foshan Zixi Huizhong Technology Co ltd filed Critical Foshan Zixi Huizhong Technology Co ltd
Priority to CN202010761702.7A priority Critical patent/CN111769185A/zh
Publication of CN111769185A publication Critical patent/CN111769185A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/10Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/04Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
    • H01L33/06Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/12Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a stress relaxation structure, e.g. buffer layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26Materials of the light emitting region
    • H01L33/30Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
    • H01L33/32Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种新型紫外LED芯片结构,包括由下至上依次设置的衬底、AlN buffer、n型导电层、紫外波段有源区多量子阱、p型层;在p型层中设置有周期性的孔洞,在每个孔洞内设置一个紫外DBR层;本技术方案中,通过在p型层中开设设有紫外DBR层的周期性孔洞,以解决目前紫外LED芯片中,n型导电层中GaN电极接触层对紫外光有强吸收、紫外光的萃取效率低下以及荧光粉的利用效率不高的问题。

Description

一种新型紫外LED芯片结构
技术领域
本发明涉及光电子器件技术领域,尤其涉及的是一种新型紫外LED芯片结构。
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,目前的紫外LED芯片中,n型导电层中GaN电极接触层对紫外光有强吸收、紫外光的萃取效率低下以及荧光粉的利用效率不高,在一定程度上限制了紫外LED的推广使用。
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新型紫外LED芯片结构,旨在解决现有的紫外LED芯片中,n型导电层中GaN电极接触层对紫外光有强吸收、紫外光的萃取效率低下以及荧光粉的利用效率不高的问题。
本发明的技术方案如下:一种新型紫外LED芯片结构,其中,包括由下至上依次设置的衬底、AlN buffer 、n型导电层、紫外波段有源区多量子阱、p型层;在p型层中设置有周期性的孔洞,在每个孔洞内设置一个紫外DBR层。
所述的新型紫外LED芯片结构,其中,通过采用ICP干法刻蚀的方式在p型层中刻蚀周期性的孔洞。
所述的新型紫外LED芯片结构,其中,所述的周期性的孔洞在ICP干法刻蚀后用碱性溶液腐蚀修饰孔洞的坑底与侧壁,形成光滑的内表面。
所述的新型紫外LED芯片结构,其中,所述碱性溶液采用KOH碱性溶液。
所述的新型紫外LED芯片结构,其中,所述的周期性的孔洞在80摄氏度的温度下腐蚀修饰坑底与侧壁。
所述的新型紫外LED芯片结构,其中,将紫外DBR层蒸镀到周期性的孔洞中。
所述的新型紫外LED芯片结构,其中,所述紫外DBR层包括多层SiO2膜层和多层Ta2O5膜层,所述SiO2膜层和Ta2O5膜层相互周期性反复叠加设置。
所述的新型紫外LED芯片结构,其中,所述SiO2膜层的厚度大于1nm小于50nm。
所述的新型紫外LED芯片结构,其中,所述Ta2O5膜层的厚度大于1nm小于50nm。
所述的新型紫外LED芯片结构,其中,所述SiO2膜层和Ta2O5膜层相互周期性反复叠加的次数大于3小于1000。
本发明的有益效果:本发明通过提供一种新型紫外LED芯片结构,通过在p型层中开设设有紫外DBR层的周期性孔洞,以解决目前紫外LED芯片中,n型导电层中GaN电极接触层对紫外光有强吸收、紫外光的萃取效率低下以及荧光粉的利用效率不高的问题。
附图说明
图1是本发明中新型紫外LED芯片结构的结构示意图。
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,一种新型紫外LED芯片结构,包括由下至上依次设置的衬底1、AlNbuffer 2(氮化铝缓冲层)、n型导电层3、紫外波段有源区多量子阱4、p型层5;在p型层5中设置有周期性的孔洞(即在p型层5中沿水平方向设置多个孔洞),在每个孔洞内设置一个紫外DBR(distributed Bragg reflection,分布式布拉格反射镜)层6。
本技术方案中,通过在p型层5中开设设有紫外DBR层6的周期性孔洞,以解决目前紫外LED芯片中,n型导电层中GaN电极接触层对紫外光有强吸收、紫外光的萃取效率低下以及荧光粉的利用效率不高的问题。
在某些具体实施例中,通过采用ICP(Inductively Couple Plasma Etch,感应耦合等离子体刻蚀)干法刻蚀的方式在p型层5中刻蚀周期性的孔洞。
本技术方案中,所述的周期性的孔洞在ICP干法刻蚀后用KOH等碱性溶液在80摄氏度的温度下腐蚀修饰坑底与侧壁,形成光滑的内表面。
在某些具体实施例中,将紫外DBR层6蒸镀到周期性的孔洞中。
在某些具体实施例中,所述紫外DBR层6包括多层SiO2膜层和多层Ta2O5膜层,所述SiO2膜层和Ta2O5膜层相互周期性反复叠加设置,即SiO2膜层—Ta2O5膜层—SiO2膜层—Ta2O5膜层......,形成周期性排列的多层膜结构。
在某些具体实施例中,所述SiO2膜层的厚度大于1nm小于50nm。
在某些具体实施例中,所述Ta2O5膜层的厚度大于1nm小于50nm。
在某些具体实施例中,所述SiO2膜层和Ta2O5膜层相互周期性反复叠加的次数大于3小于1000,即SiO2膜层设置层数大于3小于1000,Ta2O5膜层设置层数大于3小于1000。
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 (10)

1.一种新型紫外LED芯片结构,其特征在于,包括由下至上依次设置的衬底、AlNbuffer 、n型导电层、紫外波段有源区多量子阱、p型层;在p型层中设置有周期性的孔洞,在每个孔洞内设置一个紫外DBR层。
2.根据权利要求1所述的新型紫外LED芯片结构,其特征在于,通过采用ICP干法刻蚀的方式在p型层中刻蚀周期性的孔洞。
3.根据权利要求1所述的新型紫外LED芯片结构,其特征在于,所述的周期性的孔洞在ICP干法刻蚀后用碱性溶液腐蚀修饰孔洞的坑底与侧壁,形成光滑的内表面。
4.根据权利要求3所述的新型紫外LED芯片结构,其特征在于,所述碱性溶液采用KOH碱性溶液。
5.根据权利要求3或4任一所述的新型紫外LED芯片结构,其特征在于,所述的周期性的孔洞在80摄氏度的温度下腐蚀修饰坑底与侧壁。
6.根据权利要求1所述的新型紫外LED芯片结构,其特征在于,将紫外DBR层蒸镀到周期性的孔洞中。
7.根据权利要求1所述的新型紫外LED芯片结构,其特征在于,所述紫外DBR层包括多层SiO2膜层和多层Ta2O5膜层,所述SiO2膜层和Ta2O5膜层相互周期性反复叠加设置。
8.根据权利要求7所述的新型紫外LED芯片结构,其特征在于,所述SiO2膜层的厚度大于1nm小于50nm。
9.根据权利要求7所述的新型紫外LED芯片结构,其特征在于,所述Ta2O5膜层的厚度大于1nm小于50nm。
10.根据权利要求7至9任一所述的新型紫外LED芯片结构,其特征在于,所述SiO2膜层和Ta2O5膜层相互周期性反复叠加的次数大于3小于1000。
CN202010761702.7A 2020-07-31 2020-07-31 一种新型紫外led芯片结构 Pending CN111769185A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010761702.7A CN111769185A (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种新型紫外led芯片结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010761702.7A CN111769185A (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种新型紫外led芯片结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111769185A true CN111769185A (zh) 2020-10-13

Family

ID=72727980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010761702.7A Pending CN111769185A (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种新型紫外led芯片结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111769185A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113644164A (zh) * 2021-08-11 2021-11-12 吉林建筑大学 一种用于深紫外微光探测的光敏晶体管的制备方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102368526A (zh) * 2011-10-27 2012-03-07 华灿光电股份有限公司 一种近紫外led器件的制造方法
CN102709429A (zh) * 2012-05-23 2012-10-03 中国科学院半导体研究所 具有反射欧姆接触电极的紫外发光二极管的基片
US20130026525A1 (en) * 2011-06-20 2013-01-31 Wenxin Chen Light emitting devices, systems, and methods of manufacturing
CN102983240A (zh) * 2012-12-11 2013-03-20 东南大学 具有氧化锌基透明导电层的紫外发光二极管及其制备方法
CN103199164A (zh) * 2013-04-07 2013-07-10 中国科学院半导体研究所 一种具有dbr高反射结构的紫外发光二极管及其制备方法
CN103700734A (zh) * 2012-09-28 2014-04-02 上海蓝光科技有限公司 一种发光二极管的制造方法
CN109065680A (zh) * 2018-07-16 2018-12-21 马鞍山杰生半导体有限公司 一种紫外led的外延结构及其制备方法
CN109742210A (zh) * 2018-12-28 2019-05-10 中山大学 一种紫外led芯片及其制备方法
CN109860362A (zh) * 2018-12-05 2019-06-07 湖北深紫科技有限公司 一种具有纳米网状结构的深紫外led外延片、器件及其制备方法
CN110854253A (zh) * 2019-12-12 2020-02-28 佛山市国星半导体技术有限公司 一种紫外led芯片及其制作方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130026525A1 (en) * 2011-06-20 2013-01-31 Wenxin Chen Light emitting devices, systems, and methods of manufacturing
CN102368526A (zh) * 2011-10-27 2012-03-07 华灿光电股份有限公司 一种近紫外led器件的制造方法
CN102709429A (zh) * 2012-05-23 2012-10-03 中国科学院半导体研究所 具有反射欧姆接触电极的紫外发光二极管的基片
CN103700734A (zh) * 2012-09-28 2014-04-02 上海蓝光科技有限公司 一种发光二极管的制造方法
CN102983240A (zh) * 2012-12-11 2013-03-20 东南大学 具有氧化锌基透明导电层的紫外发光二极管及其制备方法
CN103199164A (zh) * 2013-04-07 2013-07-10 中国科学院半导体研究所 一种具有dbr高反射结构的紫外发光二极管及其制备方法
CN109065680A (zh) * 2018-07-16 2018-12-21 马鞍山杰生半导体有限公司 一种紫外led的外延结构及其制备方法
CN109860362A (zh) * 2018-12-05 2019-06-07 湖北深紫科技有限公司 一种具有纳米网状结构的深紫外led外延片、器件及其制备方法
CN109742210A (zh) * 2018-12-28 2019-05-10 中山大学 一种紫外led芯片及其制备方法
CN110854253A (zh) * 2019-12-12 2020-02-28 佛山市国星半导体技术有限公司 一种紫外led芯片及其制作方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113644164A (zh) * 2021-08-11 2021-11-12 吉林建筑大学 一种用于深紫外微光探测的光敏晶体管的制备方法
CN113644164B (zh) * 2021-08-11 2023-12-15 吉林建筑大学 一种用于深紫外微光探测的光敏晶体管的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11855239B2 (en) Electrode assembly having lower electrode directly on the surface of a base substrate, a first electrode on the lower electrode, and the second electrode formed on and spaced apart from the first electrode
EP1526583B1 (en) Photonic crystal light emitting device
CN100379043C (zh) 全角度反射镜结构GaN基发光二极管及制作方法
US8198645B2 (en) Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same
US20070114545A1 (en) Vertical gallium-nitride based light emitting diode
CN101350499B (zh) 表面发射激光器及其制造方法
JP5763789B2 (ja) 光電素子及びその製造方法
KR100687783B1 (ko) 발광 장치
US8633042B2 (en) Light emitting diode
TWI714146B (zh) 具有光提取強化之利用內部色彩轉換之發光二極體
JP5276680B2 (ja) 発光素子パッケージ、照明システム
WO2011030789A1 (ja) 発光装置
JP2010512029A (ja) 端面放射型発光ダイオードアレイならびに端面放射型発光ダイオードアレイの作製および使用方法
US7812361B2 (en) Light emitting diode
US9627584B2 (en) Light emitting device and light emitting device package
CN111769185A (zh) 一种新型紫外led芯片结构
US20240113264A1 (en) Light emitting device, display apparatus including the same andmanufacturing method of the light emitting device
CN102130254B (zh) 发光装置及其制造方法
CN102130248A (zh) 发光装置及其制造方法
CN113690354B (zh) GaAs基发光二极管芯片及其制造方法
US20120091434A1 (en) Vertical light-emitting device
CN111769184B (zh) 一种紫外led芯片保护结构
Raypah et al. Application of porous materials and structures for improving optical and thermal performance of inorganic and organic light-emitting diodes: A review
KR20100095885A (ko) 반도체 발광소자 및 그 제조 방법
KR100636542B1 (ko) 이중 활성층을 갖는 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201013