CN112750925B - 深紫外led器件结构及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种深紫外LED器件结构及其制备方法，其中，深紫外LED器件结构包括第一基体；生长在第一基体上的n型层，n型层为Al组分在0.5‑1之间的高Al组分的n‑AlGaN层；生长在n型层上的多量子阱层和过渡层；依次生长在多量子阱层上的p型层和p电极；以及生长在过渡层上的n电极；过渡层由至少两种Al组分不同的n‑AlGaN交替生长形成，且过渡层的与n型层接触的底层生长层由Al组分在0.5‑1之间的n‑AlGaN生长形成，过渡层的表面生长层由Al组分在0.5以下的n‑AlGaN生长形成。本发明在减小n型层与过渡层晶格失配的同时，将n电极生长在Al组分在0.5以下的n‑AlGaN上，使得n电极在生长在过渡层上时能够直接与过渡层之间形成n型欧姆接触或通过低温退火处理后与过渡层之间形成n型欧姆接触。

Description

深紫外LED器件结构及其制备方法

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种深紫外LED器件结构及其制备方法。

背景技术

波长短于300nm的深紫外LED由于其波长较短、杀菌效果较好，在杀菌和消毒领域得到广泛的应用。但是，由于目前深紫外LED的电光转换效率远低于可见光LED的电光转换效率，大大影响了深紫外LED的市场推广。

提高深紫外LED电光转换效率的方法有很多，其中，在深紫外LED上形成低接触电阻率的n型欧姆接触是提高深紫外LED电光转换效率较为有效的方法之一。但是在AlGaN基深紫外LED中，与n电极形成n型欧姆接触的n型接触层一般是Al组分在0.5以上的高Al组分n-AlGaN，由于n电极与高Al组分n-AlGaN界面的势垒难以降低，导致n电极与高Al组分n-AlGaN之间难以形成良好的n型欧姆接触。目前高Al组分n-AlGaN与n电极之间的欧姆接触一般都是通过高温退火的方式形成的。

但是，高Al组分n-AlGaN在高温退火过程中存在一系列问题：(1)在高温退火过程中，界面层更多的暴露在氧化过程中形成氧化物，而高Al组分n-AlGaN对氧化过程特别敏感；(2)高Al组分n-AlGaN欧姆接触的形成要求金属电极结构及合金退火条件均需做严格优化，这需要复杂漫长的工艺调试过程，且不同Al组分、刻蚀前后的高Al组分n-AlGaN欧姆接触的形成条件也有较大差异。而且，n-AlGaN与n电极之间形成欧姆接触的困难程度随着Al组分的升高而升高，例如，超高Al组分的n-AlGaN无法通过一般的退火和表面处理与n电极形成n型欧姆接触，以Al组分在0.9以上的超高Al组分n-AlGaN为例：Al组分在0.9以上的超高Al组分n-AlGaN电极接触，即使通过高温退火形成的电极接触也表现一定的整流特性(IV曲线非线性，欧姆接触特性不好)，且界面AlN层变得更非晶和氧污染更严重，由于电流分布不均、拥堵效应、难以形成良好欧姆接触，器件产热多而散热难，高温下工作时效率和可靠性均降低。

因此，在较低的退火温度下生成较低接触电阻率的n-AlGaN欧姆接触是高Al组分AlGaN半导体器件发展中的一个重要问题。

发明内容

为了解决高Al组分AlGaN半导体器件的n电极难以形成n型欧姆接触的问题，发明人经过大量研究和实验，发现在高Al组分的n型层与n电极之间引入过渡层，并且将过渡层设置成与n型层接触的底面的Al组分在0.5-1之间，过渡层的表面的Al组分的在0.5以下，可以减小n型层与过渡层的晶格失配，在得到晶体质量较高的过渡层的同时，使得过渡层与n电极之间能够直接或通过低温退火处理形成n型欧姆接触。

为此，根据本发明的一个方面，提供了一种深紫外LED器件结构，其包括第一基体；生长在第一基体上的n型层，n型层为Al组分在0.5-1之间的高Al组分的n-AlGaN层；生长在n型层上的多量子阱层和过渡层；依次生长在多量子阱层上的p型层和p电极；以及生长在过渡层上的n电极；过渡层由至少两种Al组分不同的n-AlGaN交替生长形成，且过渡层的与n型层接触的底层生长层由Al组分在0.5-1之间的n-AlGaN生长形成，过渡层的表面生长层由Al组分在0.5以下的n-AlGaN生长形成。

为了解决高Al组分(Al组分为0.5-1)的n-AlGaN层与n电极之间难以形成n型欧姆接触，尤其是Al组分在0.9以上的超高Al组分n-AlGaN层与n电极之间难以形成n型欧姆接触的问题，本发明通过在高Al组分的n型层与n电极之间引入过渡层，同时，将过渡层设置成与高Al组分的n型层晶格失配程度低或无晶格失配的n-AlGaN层(即过渡层的材料与n型层的材料相同)，并且将过渡层设置成过渡层的与n型层接触的底面生长层的Al组分在0.5-1之间，通过减小n型层与过渡层之间的Al组分差异，减小n型层与过渡层的晶格失配，从而得到的过渡层晶体质量较高，得到的深紫外LED器件结构的性能较好；而且，通过将位于过渡层的表面的表面生长层的Al组分设置在0.5以下，由于n电极是生长在Al组分在0.5以下的表面生长层上，使得n电极在生长在过渡层上时能够直接与过渡层之间形成n型欧姆接触或通过低温退火处理后与过渡层之间形成n型欧姆接触，特别是当表面生长层的Al组分设置为0时，即表面生长层为n-GaN时，n电极在生长在过渡层上时能够直接与过渡层之间形成n型欧姆接触，从而解决了高Al组分深紫外LED器件结构上难以制备的问题。

在一些实施方式中，过渡层的Al组分含量沿其生长方向呈递减趋势。

当将过渡层的Al组分含量沿其生长方向呈递减趋势设置时，能够通过减少过渡层中相邻部分的Al组分的差异，进一步提高过渡层的晶格质量，进而进一步提高深紫外LED器件结构的质量。

在一些实施例中，过渡层的Al组分含量包含至少一个Al组分递增的部分和至少一个Al组分递减的部分。

在一些实施方式中，n型层为具有一个减薄台阶的台阶式结构，多量子阱层生长在n型层的厚度较厚的台阶上，过渡层生长在n型层的减薄台阶上。

由此，避免深紫外LED器件结构的侧面发出的深紫外光被过渡层阻挡。

在一些实施方式中，过渡层的上表面低于p型层的上表面。

由此，可以避免过渡层对深紫外LED器件的侧面发出的深紫外光的阻挡，保证深紫外LED器件结构的发光效果。

在一些实施方式中，n型层为单一Al组分的n-AlGaN层；或n型层由至少两种Al组分不同的n-AlGaN层交替生长形成，且每种Al组分均在0.5-1之间。

由此，可以确保n型层与多量子阱层的接触面的Al组分在0.5-1之间，从而保证深紫外LED器件结构的发光效果；同时，可以确保n型层与过渡层的接触面的Al组分在0.5-1之间，减少过渡层与n型层的晶格失配。

根据本发明的一个方面，还提供了深紫外LED器件结构的制备方法，其包括以下步骤：

步骤S1：制备第一基体；

步骤S2：在第一基体的表面依次生长n型层、多量子阱层和p型层，其中，n型层为Al组分在0.5-1之间的高Al组分的n-AlGaN层；

步骤S3：去除部分区域的p型层、多量子阱层和部分n型层，露出n型层的第一表面，形成第二基体；

步骤S4：在n型层的第一表面上交替生长至少两种Al组分不同的n-AlGaN，构成过渡层，且过渡层的优先生长在n型层的第一表面上的底层生长层为Al组分在0.5-1之间的n-AlGaN，过渡层的最后生长在n型层的第一表面上的表面生长层为Al组分在0.5以下的n-AlGaN；

步骤S5：在过渡层的表面生长层上制备n电极，在p型层上制备p电极，形成第三基体。

在一些实施方式中，在步骤S3之后，步骤S4之前，还包括步骤S30：在第二基体的表面沉积能够耐高温的掩膜，并去除n型层的第一表面上的部分掩膜，直至露出至少部分n型层的第一表面；

在步骤S4之后，步骤S5之前，还包括步骤S40：去除掩膜。

由于生长过渡层的温度较高，在生长过渡层之前，在第二基体的无需生长过渡层的表面沉积耐高温的掩膜，实现过渡层在第二基体上的选择区域生长，并避免第二基体的无需生长过渡层的表面因高温而损伤。

在一些实施方式中，掩膜采用硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化锌和氧化镓中的至少一种，且通过PECVD、LPCVD或磁控溅射的方法制备得到。

由此，使得掩膜能够承受生长过渡层时的高温，保护第二基体的无需生长过渡层的表面；而且，当完成过渡层的生长之后，去除掩膜时也不会对第二基体的表面造成损伤。

在一些实施方式中，在步骤S5之后还包括以下步骤：

步骤S6：在第三基体的上表面沉积绝缘层，并去除绝缘层的与p电极和n电极对应的部位，直至露出p电极和n电极的表面；

步骤S7：在去除了绝缘层的p电极的表面沉积p加厚电极，在去除了绝缘层的n电极的表面沉积n加厚电极。

由此，在通过绝缘层将p电极和n电极隔离的同时，对深紫外LED器件结构的侧壁起到保护作用；而且，绝缘层还可以通过对深紫外LED器件结构部分侧壁及表面进行钝化和绝缘保护，防止深紫外LED器件结构在进行封装焊接时出现漏电和短路。

附图说明

图1为本发明第一种实施方式的深紫外LED器件结构的结构示意图；

图2为本发明第二种实施方式的深紫外LED器件结构的结构示意图；

图3为本发明的深紫外LED器件结构的制备方法的第一种实施方式的流程示意图；

图4为图3所示的深紫外LED器件结构的制备方法的具体实施方式的流程示意图；

图5为图4所示深紫外LED器件结构的制备方法的一种处理方法示意图；

图6为本发明的深紫外LED器件结构的制备方法的第二种实施方式的流程示意图；

图7为图6所示深紫外LED器件结构的制备方法的一种处理方法示意图；

20、第一基体；21、衬底；22、缓冲层；30、第二基体；31、n型层；311、减薄台阶；32、多量子阱层；33、p型层；40、第三基体；41、过渡层；411、底层生长层；412、表面生长层；42、n电极；43、p电极；50、绝缘层；60、n加厚电极；70、p加厚电极。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”，不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

图1示意性地显示了根据本发明的第一种实施方式的深紫外LED器件结构。

参考图1所示，该深紫外LED器件结构包括第一基体；生长在第一基体上的n型层，n型层为Al组分在0.5-1之间的高Al组分的n-AlGaN层；生长在n型层上的多量子阱层和过渡层；依次生长在多量子阱层上的p型层和p电极；以及生长在过渡层上的n电极；过渡层由至少两种Al组分不同的n-AlGaN交替生长形成，且过渡层的与n型层接触的底层生长层由Al组分在0.5-1之间的n-AlGaN生长形成，过渡层的表面生长层由Al组分在0.5以下的n-AlGaN生长形成，即过渡层的最先生长在n型层上n-AlGaN层为底层生长层，过渡层的最后生长的n-AlGaN层为表面生长层。

在一些实施例中，参考图1所示，第一基体包括衬底和生长在衬底上的缓冲层，n型层生长在缓冲层的表面上。

可选择的，衬底、缓冲层、多量子阱层、p型层、p电极和n电极的材质可以选用现有技术中常用的材质即可，例如，可以参考公告号为CN108461583B公开的一种紫外LED芯片的制作方法中相关内容进行设置，本发明对此不作限定。例如：衬底可以采用Si、蓝宝石、SiC、AlN或GaN；缓冲层可以采用AlN材料；多量子阱层由成分不同的AlGaN层交替生长形成；p型层为p-AlGaN层或p-GaN层；p电极和n电极分别可采用钛、铝、镍、金、钒、锆和铬中的至少一种。

在一些实施例中，n型层为单一Al组分的n-AlGaN层。

在另一些实施例中，n型层由至少两种Al组分不同的n-AlGaN层交替生长形成，且每种Al组分均在0.5-1之间。

无论n型层是由单一Al组分的n-AlGaN层构成，还是由至少两种Al组分为0.5-1且Al组分不同的n-AlGaN层交替生长构成，均可保证n型层与多量子阱层的接触面的Al组分在0.5-1之间，从而保证深紫外LED器件结构的发光效果；同时，可以确保n型层与过渡层的底层生长层的接触面的Al组分在0.5-1之间，减少过渡层与n型层的晶格失配。

在具体实施例中，当过渡层仅由两种不同Al组分的n-AlGaN层交替生长形成时，过渡层仅包括生长在n型层上的底层生长层和生长在底层生长层上的表面生长层。当过渡层由三种以上不同Al组分的n-AlGaN层交替生长形成时，过渡层实现方式以底层生长层为Al组分在0.5-1之间的n-AlGaN层，以及以表面生长层为Al组分在0.5以下的n-AlGaN层为目标，过渡层中不同Al组分的n-AlGaN层的排布方式可以根据实际需要进行设置，例如，可以将过渡层的Al组分含量沿其生长方向呈递减趋势分布；又如，将过渡层的Al组分含量设置成包含至少一个Al组分递增的周期和至少一个Al组分递减的周期，也即将过渡层的Al组分含量设置成包含至少一个Al组分递增的部分和至少一个Al组分递减的部分，且Al组分递增的周期和Al组分递减的周期的排布顺序不受限制，即过渡层的Al组分含量沿其生长方向波动。

参考图1所示，在具体实现方式中，n型层为具有一个减薄台阶的台阶式结构，多量子阱层生长在n型层的厚度较厚的台阶上，过渡层生长在n型层的减薄台阶上。进一步的，过渡层的上表面低于p型层的上表面。

本发明通过在高Al组分的n型层与n电极之间引入过渡层，同时，将过渡层设置成过渡层的与n型层接触的底面生长层的Al组分在0.5-1之间，通过减小n型层与过渡层之间的Al组分差异，减小n型层与过渡层的晶格失配，通过得到晶体质量较高的过渡层以得到性能较好的深紫外LED器件结构；而且，由于n电极是生长在Al组分在0.5以下的表面生长层上，使得n电极在生长在过渡层上时能够直接与过渡层之间形成n型欧姆接触或通过低温退火处理后与过渡层之间形成n型欧姆接触，尤其是当表面生长层的Al组分为0时，也即表面生长层为n-GaN层时，n电极在生长在过渡层上时能够直接与过渡层之间形成n型欧姆接触，当然，也可以通过低温退火改善n电极与过渡层之间的n型欧姆接触，低温退火工艺为：在退火氛围为N₂或真空氛围，退火温度不超过300℃的环境下，进行不超过30分钟的退火。

图2示意性地显示了本发明的第二种实施方式的深紫外LED器件结构。其在第一种实施方式的深紫外LED器件结构基础上制备得到。第二种实施方式的深紫外LED器件结构均还包括生长在p电极上的p加厚电极；生长在n电极上的n加厚电极；以及形成有p型电极开口和n型电极开口的绝缘层；p加厚电极通过p型电极开口露出和n加厚电极通过n型电极开口露出。

可选择的，绝缘层、p加厚电极和n加厚电极的材质可以选用现有技术中常用的材质即可，例如，可以参考公告号为CN108461583B公开的一种紫外LED芯片的制作方法中相关内容进行设置，本发明对此不作限定。例如：绝缘层采用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氮化铝、涂布玻璃和聚酰亚胺中的至少一种构成；p加厚电极和n加厚电极分别可采用铬、铝、镍、金、铂、钛、铟、钒、钯、钽、钕、铪、钪和钨中的至少一种构成。

由此，可以通过绝缘层对深紫外LED器件结构的侧壁起到保护作用并能隔离p电极和n电极；而且，绝缘层通过对深紫外LED器件结构部分侧壁及表面进行钝化和绝缘保护，防止深紫外LED器件结构在进行封装焊接时出现漏电和短路，同时能够反射LED发出的光，减少对光吸收。

图3示意性地显示了深紫外LED器件结构的制备方法的第一种实施方式，该制备方法主要用于制备第一种实施方式的深紫外LED器件结构。

参考图3所示，该深紫外LED器件结构的制备方法包括以下步骤：

步骤S1：制备第一基体；

步骤S2：在第一基体的表面依次生长n型层、多量子阱层和p型层，其中，n型层为Al组分在0.5-1之间的高Al组分的n-AlGaN层；

步骤S3：去除部分区域的p型层、多量子阱层和部分n型层，露出n型层的第一表面(即为减薄台阶的表面)，形成第二基体；

步骤S4：在n型层的第一表面上交替生长至少两种Al组分不同的n-AlGaN，构成过渡层，且过渡层的优先生长在n型层的第一表面上的底层生长层为Al组分在0.5-1之间的n-AlGaN，过渡层的最后生长在n型层的第一表面上的表面生长层为Al组分在0.5以下的n-AlGaN；

步骤S5：在过渡层的表面生长层上制备n电极，在p型层上制备p电极，形成第三基体。

在一些实施例中，第一基体为衬底，n型层、多量子阱层和p型层依次在衬底上外延生长得到。

在另一些实施例中，第一基体包括衬底和缓冲层，缓冲层、n型层、多量子阱层和p型层依次在衬底上外延生长得到。

在步骤S3中，通过光刻和干法刻蚀的方法去除部分区域的p型层、多量子阱层和部分n型层。

示例性的，去除部分区域的p型层、多量子阱层和部分n型层的方法可以采用湿法化学腐蚀方法、反应耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma，简称ICP)刻蚀方法以及反应离子刻蚀(Reactive Ion Etching，简称RIE)刻蚀方法中的至少一种。

在步骤S5中，n电极的具体制备方法实现为：采用电子束蒸发或磁控溅射的方法在过渡层上沉积一层n电极材料，n电极材料通过光刻、剥离或蚀刻工艺形成n电极图形，n电极图形可以直接与过渡层之间形成n型欧姆接触，使得形成的n电极图形为n电极，n电极图形还可以通过低温退火处理与过渡层之间形成n型欧姆接触，低温退火工艺为：在退火氛围为N₂或真空氛围，退火温度不超过600℃的环境下，进行不超过30分钟的退火。P电极的具体制备方法实现为：采用电子束蒸发或磁控溅射的方法在p型层表面沉积一层p电极材料，p电极材料通过光刻、剥离或蚀刻工艺形成p电极图形，p电极图形通过退火形成p电极10。

图4示意性地显示了图3所示的深紫外LED器件结构的制备方法的具体实施方式。

参考图4所示，在步骤S3之后，步骤S4之前，还包括步骤S30：在第二基体的表面沉积能够耐高温的掩膜，并去除n型层的第一表面上的部分掩膜，直至露出至少部分n型层的第一表面；

在步骤S4之后，步骤S5之前，还包括步骤S40：去除掩膜。

在具体实施例中，掩膜需要能够在温度为1000℃以上的条件下，不分解、不变形，且不会渗入其他材料。

在具体实施例中，在步骤S30中，在n型层的第一表面上生长过渡层之前，需要在第二基体的上表面沉积能够耐高温的掩膜，示例性的，可选用电子束蒸发、等离子体增强化学的气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，简称PECVD)、低压力化学气相沉积(Low Pressure Chemical Vapor Deposition，简称LPCVD)、金属有机化合物化学气相沉淀(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)或磁控溅射的方法在第二基体的表面上沉积掩膜，耐高温的掩膜例如可以采用硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化锌和氧化镓中的至少一种材料制成；然后，通过光刻和刻蚀的方法去除n型层的第一表面上的部分掩膜，直至露出至少部分n型层的第一表面。

在具体实施例中，在步骤S4中，通过外延再生长技术在n型层的第一表面生长过渡层。示例性的，在n型层上生长过渡生长层的方法可以与在缓冲层上生长n型层的方法相同，例如，采用MOCVD、分子束外延(Molecular beam epitaxy，简称MBE)或超高真空化学气相沉积(Ultrahigh Vacuum Chemical Vapor Deposition，简称UHV/CVD)等方法。

示例性的，在步骤S40中，在过渡层生长完成后，通过光刻和刻蚀去除掩膜。在具体实施例中，去除掩膜也可以采用与去除部分区域的p型层、多量子阱层和部分n型层相似的方法。

本发明通过将过渡层生长在去除了部分n型层的表面，可以避免过渡层和电极接触层对深紫外LED器件的侧面发出的深紫外光的阻挡，保证深紫外LED器件结构的发光效果；同时，本发明通过调整过渡层与n型层接触的底层生长层的Al组分，使得n型层与过渡层之间的Al组分差异较小，从而通过减小n型层与过渡层的晶格失配，得到晶体质量较高的过渡层；而且，由于n电极是生长在Al组分在0.5以下的表面生长层上，使得n电极在生长在过渡层上时能够直接与过渡层之间形成n型欧姆接触或通过低温退火处理后与过渡层之间形成n型欧姆接触，本发明的深紫外LED器件结构的制备方法尤其适用n型层为高Al组分和超高Al组分的情况，尤其可以避免超高Al组分的n-AlGaN接触高温退火合金后仍为整流特性且接触电阻高的问题，也避免了因高温退火带来的氧化和器件性能降低的问题。

以下结合具体的实施例对深紫外LED器件结构的制备方法的第一种实施方式进行示例性说明。

实施例1

第一步，通过MBE法在第一基体上沉积n型层，其中，第一基体为蓝宝石衬底，n型层为Al组分含量为1的高Al组分的n-AlGaN层；

第二步，通过MBE法在n型层上交替沉积成分不同的AlGaN层，成分不同的AlGaN层交替生长形成多量子阱层；

第三步，通过MBE法在多量子阱层上沉积p型层，其中，p型层为p-AlGaN层；

第四步，通过ICP刻蚀方法刻蚀去除部分区域的p型层、多量子阱层和部分n型层，露出n型层的第一表面，形成第二基体；

第五步，通过PECVD法在第二基体的表面沉积掩膜，其中，掩膜的材质为氮化硅；

第六步，通过ICP刻蚀方法刻蚀去除掩膜的与n型层的第一表面对应的部分区域，直至至少露出部分n型层的第一表面；

第七步，通过MBE法在去除掩膜后露出的n型层的第一表面沉积过渡层，其中，过渡层为n-AlGaN，且过渡层的底层生长层的Al组分为1，过渡层的表面生长层的Al组分为0.3，且过渡层的Al组分含量沿生长方向呈递减趋势，同时，过渡层的上表面低于p型层的上表面；

第八步，通过ICP刻蚀方法刻蚀去除掩膜；

第九步，通过电子束蒸发法在过渡层上沉积n电极材料层，其中，n电极材料层为金属钛和铝，通过ICP刻蚀方法对n电极材料层进行刻蚀，形成n电极图形，对制备有n电极图形的深紫外LED器件结构在温度为200℃，气氛为氮气的环境下退火处理20分钟，使得n电极图形与过渡层之间形成n型欧姆接触，从而使n电极图形形成n电极；

第十步，通过电子束蒸发法在p型层上沉积p电极材料层，其中，p电极材料层为金属镍和金，通过ICP刻蚀方法对p电极材料层进行刻蚀，形成p电极图形，对制备有p电极图形的深紫外LED器件结构进行退火处理，使得p电极图形形成p电极，制备有p电极的深紫外LED器件结构为第三基体。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处主要在于第一步：

在第一步中，通过MBE法在蓝宝石衬底上沉积n型层，其中，n型层为Al组分含量为0.5的高Al组分的n-AlGaN层。

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处主要在于第一步：

在第一步中，通过MBE法在蓝宝石衬底上沉积n型层，其中，n型层包含两种Al组分不同的n-AlGaN层，其中一种n-AlGaN层的Al组分含量为0.5，另一种n-AlGaN层的Al组分含量为0.8；

实施例4

本实施例与实施例1的不同之处主要在于第七步：

在第七步中，通过MBE法在去除掩膜后露出的n型层的第一表面沉积过渡层，其中，过渡层为n-AlGaN，且过渡层的底层生长层的Al组分为1，过渡层的表面生长层的Al组分为0.1，且过渡层的Al组分含量沿生长方向呈递减趋势，同时，过渡层的上表面低于p型层的上表面。

实施例5

本实施例与实施例1的不同之处主要在于第七步和第九步：

在第七步中，通过MBE法在去除掩膜后露出的n型层的第一表面沉积过渡层，其中，过渡层为n-AlGaN，且过渡层的底层生长层的Al组分为1，过渡层的表面生长层的Al组分为0，且过渡层的Al组分含量沿生长方向呈递减趋势，同时，过渡层的上表面低于p型层的上表面；

在第九步中，通过电子束蒸发法在过渡层上沉积n电极材料层，其中，n电极材料层为金属钛和铝，通过ICP刻蚀方法对n电极材料层进行刻蚀，形成n电极图形，n电极图形与过渡层之间形成欧姆接触，使得n电极图形即为n电极。

实施例6

本实施例的处理方法步骤参考图5所示，本实施例的处理方法步骤可以参考实施例1至实施例5任意一种实施例的实现方式，区别主要在于第一步：

在第一步中，通过MBE法在蓝宝石衬底上沉积缓冲层，并在缓冲层上沉积n型层，其中缓冲层为非掺杂AlN材料层，蓝宝石衬底与缓冲层一起构成第一基体，n型层为Al组分含量为1的高Al组分的n-AlGaN层。

图6示意性地显示了深紫外LED器件结构的制备方法的第二种实施方式，该制备方法主要用于制备第二种实施方式的深紫外LED器件结构。

本实施方式的深紫外LED器件结构的制备方法可以在深紫外LED器件结构的制备方法的第一种实施方式的基础上继续进行。

参考图6所示，本实施方式的深紫外LED器件结构的制备方法在深紫外LED器件结构的制备方法的第一种实施方式的基础上还包括以下步骤：

步骤S6：在第三基体的上表面沉积绝缘层，并去除绝缘层的与p电极和n电极对应的部位，直至露出p电极和n电极的表面；

步骤S7：在去除了绝缘层的p电极的表面沉积p加厚电极，在去除了绝缘层的n电极的表面沉积n加厚电极。

在步骤S6中，可选用PECVD、LPCVD、涂布或溅射的方法在第三基体的表面上沉积绝缘层，绝缘层例如可以采用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氮化铝、涂布玻璃和聚酰亚胺中的至少一种材料制成；然后，通过光刻和腐蚀的方法去除绝缘层的与p电极和n电极对应的部位，直至露出p电极和n电极的表面；接着，通过电子束蒸发法在p电极的表面沉积p加厚电极，在n电极的表面沉积n加厚电极。

示例性的，去除绝缘层的方法可以采用光刻和湿法化学腐蚀方法。

以下结合具体的实施例对深紫外LED器件结构的制备方法的第二种实施方式进行示例性说明。

实施例7

本实施例可以在实施例1至实施例5任意一实施例的基础上进行。

本实施例在实施例4的基础上，还包括：

第十一步，通过PECVD法在第三基体的表面沉积绝缘层，其中，绝缘层的材质为氧化硅；

第十二步，通过湿法化学腐蚀方法刻蚀去除绝缘层的与p电极和n电极对应的部位，直至露出p电极和n电极的表面；

第十三步，通过MBE法在去除绝缘层后露出的n电极的表面沉积n加厚电极，其中，n加厚电极由金属铬和金组成；在去除绝缘层后露出的p电极的表面沉积p加厚电极，其中，p加厚电极由金属铝和钛组成。

实施例8

本实施例的处理方法步骤参考图7所示，本实施例与实施例7的区别主要在第一步，且第一步的具体实现方式可以参考实施例6的具体实施方式实现。

在本发明中外延生长技术和外延再生长技术采用现有技术中常用的技术即可，本发明对此不作限定。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.深紫外LED器件结构，其特征在于，包括：

第一基体；

生长在所述第一基体上的n型层，所述n型层为Al组分在0.5-1之间的高Al组分的n-AlGaN层；

生长在所述n型层上的多量子阱层和过渡层；

依次生长在所述多量子阱层上的p型层和p电极；

以及生长在所述过渡层上的n电极；

所述过渡层由至少两种Al组分不同的n-AlGaN交替生长形成，且所述过渡层的与所述n型层接触的底层生长层由Al组分在0.5-1之间的n-AlGaN生长形成，所述过渡层的表面生长层由Al组分在0.5以下的n-AlGaN生长形成。

2.根据权利要求1所述的深紫外LED器件结构，其特征在于，所述过渡层的Al组分含量沿其生长方向呈递减趋势。

3.根据权利要求1所述的深紫外LED器件结构，其特征在于，所述过渡层的Al组分含量包含至少一个Al组分递增的部分和至少一个Al组分递减的部分。

4.根据权利要求2或3所述的深紫外LED器件结构，其特征在于，所述n型层为具有一个减薄台阶的台阶式结构，所述多量子阱层生长在所述n型层的厚度较厚的台阶上，所述过渡层生长在所述n型层的减薄台阶上。

5.根据权利要求4所述的深紫外LED器件结构，其特征在于，所述过渡层的上表面低于所述p型层的上表面。

6.根据权利要求1至3任一项所述的深紫外LED器件结构，其特征在于，所述n型层为单一Al组分的n-AlGaN层；或所述n型层由至少两种Al组分不同的n-AlGaN层交替生长形成，且每种Al组分均在0.5-1之间。

7.深紫外LED器件结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：制备第一基体；

步骤S2：在所述第一基体的表面依次生长n型层、多量子阱层和p型层，其中，n型层为Al组分在0.5-1之间的高Al组分的n-AlGaN层；

步骤S3：去除部分区域的p型层、多量子阱层和部分n型层，露出所述n型层的第一表面，形成第二基体；

步骤S4：在n型层的第一表面上交替生长至少两种Al组分不同的n-AlGaN，构成过渡层，且所述过渡层的优先生长在所述n型层的第一表面上的底层生长层为Al组分在0.5-1之间的n-AlGaN，所述过渡层的最后生长在所述n型层的第一表面上的表面生长层为Al组分在0.5以下的n-AlGaN；

步骤S5：在所述过渡层的表面生长层上制备n电极，在p型层上制备p电极，形成第三基体。

8.根据权利要求7所述的深紫外LED器件结构的制备方法，其特征在于，在步骤S3之后，步骤S4之前，还包括

步骤S30：在所述第二基体的表面沉积能够耐高温的掩膜，并去除所述n型层的第一表面上的部分掩膜，直至露出至少部分所述n型层的第一表面；

在步骤S4之后，步骤S5之前，还包括

步骤S40：去除所述掩膜。

9.根据权利要求8所述的深紫外LED器件结构的制备方法，其特征在于，所述掩膜采用硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化锌和氧化镓中的至少一种，且通过PECVD、LPCVD或磁控溅射的方法制备得到。

10.根据权利要求7至9任意一项所述的深紫外LED器件结构的制备方法，其特征在于，在步骤S5之后还包括以下步骤：

步骤S6：在所述第三基体的上表面沉积绝缘层，并去除绝缘层的与所述p电极和n电极对应的部位，直至露出所述p电极和n电极的表面；

步骤S7：在去除了绝缘层的p电极的表面沉积p加厚电极，在去除了绝缘层的n电极的表面沉积n加厚电极。

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