專利名稱：一種具有高反射薄膜的紫外發(fā)光二極管及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種具有共振高反射膜的紫外發(fā)光二極管及其制作方法。
背景技術(shù)：
II1-V族化合物半導(dǎo)體材料作為第三代半導(dǎo)體材料的杰出代表，具有很多優(yōu)良的特性，尤其是在光學(xué)應(yīng)用方面，由Ga、Al、In、N組成的合金{Ga(Al，In)N}可以覆蓋整個(gè)可見光區(qū)和近紫外光區(qū)。而且纖鑄礦結(jié)構(gòu)的III族氮化物都是直接帶隙，非常適合于光電子器件的應(yīng)用。特別是在紫外光區(qū)，AlGaN基多量子阱的紫外LED已顯示出巨大的優(yōu)勢，成為目前紫外光電器件研制的熱點(diǎn)之一。然而，隨著LED發(fā)光波長的變短，GaN基LED有源層中Al組分越來越高，高質(zhì)量AlGaN材料的制備具有很大難度，AlGaN材料造成UV-LED的外量子效率和光功率都很低，成為了 UV-LED發(fā)展的瓶頸，是當(dāng)前急需解決的問題。AlGaN基多量子阱UV-LED器件具有廣闊的應(yīng)用前景。紫外光在絲網(wǎng)印刷、聚合物固化、環(huán)境保護(hù)、空氣與水凈化、醫(yī)療與生物醫(yī)學(xué)、白光照明以及軍事探測、空間保密通信等領(lǐng)域都有重大應(yīng)用價(jià)值。由于p型AlGaN層難以形成良好的歐姆接觸，提供良好的空穴注入效率，因此在P型層一側(cè)多采用P-GaN層制作p型歐姆接觸，以提高P型層的空穴注入效率。但由于P-GaN層對(duì)紫外光(200nm-365nm)的強(qiáng)吸收和較低的反射率，使量子阱向p型層一側(cè)輻射的光被P-GaN層吸收，從而不能被提取出來，造成較低的光提取效率和光輻射功率損失嚴(yán)重。雖然銀反射鏡對(duì)藍(lán)光的反射率達(dá)到90%以上，但是對(duì)200nm-365nm波段的紫外光的反射率較低(< 10% )。未被提取的光大部分被吸收轉(zhuǎn)換成熱量，使器件溫度上升，嚴(yán)重影響器件的可靠性。鋁在紫外波段的反射率較高，但是由于P型層的功函數(shù)較高(7.5eV)，而鋁的功函數(shù)只有4.28eV,因此鋁與P型層難以獲得歐姆特性的接觸。目前，200-365nm波段的紫外發(fā)光二極管為了獲得較好的電學(xué)性能，一般不使用反射鏡。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明公開了一種具有高反射薄膜結(jié)構(gòu)的AlGaN基紫外發(fā)光二極管器件及制作方法，其涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，主要解決紫外發(fā)光二極管背面出光結(jié)構(gòu)中出光效率低的問題。本發(fā)明公開了一種高反射紫外發(fā)光二極管(UV-LED)裝置，該裝置依次包括:襯底
(11)、AlN成核層(12)、n型AlGaN勢壘層(13)、有源區(qū)(14)、p型AlGaN勢壘層(15)和p型GaN冒層(16);其中，所述p型AlGaN勢壘層上制作有高反射薄膜(110)，用于將光反射后從器件底部發(fā)射出去。本發(fā)明還公開了一種高反射紫外發(fā)光二極管裝置的制作方法，其包括:步驟1、生長外延結(jié)構(gòu)，所述外延結(jié)構(gòu)按照自下而上的順序包括低溫AlN成核層(121)、高溫AlN模板層(122)、n型AlGaN勢壘層(13)、有源區(qū)(14)、高Al組分p型AlGaN勢壘層(151)、低Al組分p型AlGaN勢壘層或Al組分漸變減小的p型AlGaN勢壘層(152)、P型GaN冒層(16)；步驟2、從頂部的部分p型GaN冒層(16)刻蝕至n型AlGaN勢壘層(13)，形成n型AlGaN臺(tái)面；步驟3、在未被刻蝕的P型GaN冒層(16)上光刻形成窗口區(qū)，并采用氯基ICP工藝刻蝕所述窗口區(qū)至低Al組分p型AlGaN勢魚層或Al組分漸變減小的p型AlGaN勢魚層(152)的表面或表面以下，形成反射窗口，其中所述窗口區(qū)內(nèi)保留有一部分p型GaN冒層
(16)；步驟4、在所述n型AlGaN臺(tái)面上光刻出n型電極圖形,并在所述n型電極圖形區(qū)蒸發(fā)n型歐姆接觸金屬，形成n型歐姆接觸電極(17)；步驟5、在所保留的p型GaN冒層(16)頂部光刻出p型電極圖形，并在所述P型電極圖形區(qū)蒸發(fā)P型歐姆接觸金屬，形成P型歐姆接觸電極(18)；步驟6、在所述反射窗口制作高反射薄膜，完成所述高反射紫外發(fā)光二極管的制作。本發(fā)明公開的上述AlGaN基高反射紫外發(fā)光二極管及其制作方法，其應(yīng)用于倒裝結(jié)構(gòu)、倒裝薄膜或垂直結(jié)構(gòu)的紫外發(fā)光二極管，將部分P-GaN層刻蝕掉，制作具有高反射率(> 80% )的高反射鏡結(jié)構(gòu)提高發(fā)光二極管的光提取效率；在未刻蝕的P-GaN層上制作p型歐姆接觸電極，使器件既具有良好的歐姆接觸性能，又具有較高的紫外反射率，從而保證紫外發(fā)光二極管的較好的電學(xué)性能的條件下，提高發(fā)光二極管的光提取效率。本發(fā)明提出的紫外發(fā)光二極管中被p型GaN冒層吸收的光線經(jīng)過高反射薄膜的反射，由底部發(fā)出，極大的提高了出射光的功率和效率。本發(fā)明公開的上述方法可以有效的提高紫外發(fā)光二極管的光提取效率，可用于空氣與水凈化，醫(yī)療與生物醫(yī)學(xué)，白光以及特種照明，空間通信等領(lǐng)域。


圖1為本發(fā)明中AlGaN基高反射紫外發(fā)光二極管裝置的截面結(jié)構(gòu)和俯視示意圖；圖2為本發(fā)明中AlGaN基高反射紫外發(fā)光二極管裝置的外延結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明中AlGaN基高反射紫外發(fā)光二極管裝置電極制作過程中結(jié)構(gòu)變化示意圖；圖4為本發(fā)明中AlGaN基高反射紫外發(fā)光二極管裝置中制作了高反射薄膜后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明中AlGaN基高反射紫外發(fā)光二極管裝置的制作方法流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明公開了一種AlGaN基高反射紫外發(fā)光二極管裝置。圖1示出了本發(fā)明所公開的所述AlGaN基高反射紫外發(fā)光二極管裝置的截面和俯視結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，所述AlGaN基高反射紫外發(fā)光二極管裝置包括:
襯底11，該襯底11的材料為藍(lán)寶石、SiC或AlN;AlN成核層12，其采用金屬有機(jī)化合物氣相沉積(MOCVD)的方法生長在襯底11上，AlN成核層分為兩層。第一層是低溫成核層121，其生長溫度550°C -650°C，優(yōu)選為600°C，厚度為20-100nm，優(yōu)選為50nm ;第二層是高溫模板層122，其生長溫度為IlOO0C -1250°C，優(yōu)選為1200°C，其厚度為500_5000nm，優(yōu)選為1200nm ;其中，所述低溫成核層生長在所述襯底11上，而高溫模板層122生長在所述低溫成核層121上；n型AlGaN勢壘層13，其采用MOCVD法生長在AlN成核層12的高溫模板層122上，其厚度為1-5 U m,優(yōu)選為3 ii m ;具有一個(gè)或多個(gè)量子阱的有源區(qū)14，其采用MOCVD法生長在n型AlGaN層13上，其材料為AlxGal-xN/AlyGai_yN，其中0 < x < y < 1，單層量子阱和量子壘的厚度分別是
l-6nm/7-20nm，優(yōu)選3nm/10nm，包含1-10個(gè)量子阱，優(yōu)選為5 ；p型AlGaN勢壘層15，其采用MOCVD法生長在有源區(qū)14上，p型AlGaN勢壘層15分為兩層，第一層為高Al組分p型AlGaN層151，其制作在有源區(qū)14的頂部，第二層為低Al組分P型AlGaN層或Al組分漸變減小的p型AlGaN層152，其制作在高Al組分p型AlGaN層151的頂部；p型AlGaN勢壘層15的Al組分含量均高于有源區(qū)14中勢阱AlGaN的Al組分含量，總厚度要求大于0.5入，最好在40-100nm之間，優(yōu)選為70nm ;其中，A為有源區(qū)14的輻射電磁波在該種材料中的波長。因此各種材料和厚度的描述中相對(duì)于有源區(qū)14的中心輻射波長的尺寸，其具體計(jì)算設(shè)計(jì)中需要參考該材料對(duì)有源區(qū)14的中心輻射波長的折射率影響。例如，有源區(qū)14的中心輻射波長在真空中為300nm，假設(shè)材料的折射率系數(shù)為3，則0.5 A描述的材料厚度為50nm( = 0.5*300/3)；p型GaN冒層16，其采用MOCVD法生長在p型AlGaN勢壘層15的低Al組分p型AlGaN層或Al組分漸變減小的p型AlGaN層(152)上，其材料為GaN，其厚度為100nm-4000nm，優(yōu)選為 200nm，其空穴濃度為 5 X 1017cnT3-1019cnT3，優(yōu)選為 8 X IO18CnT3 ；n型歐姆接觸電極17，其采用真空蒸發(fā)或者濺射的方式制作在n型AlGaN勢壘層13上。其中，在制作n型歐姆接觸電極17前，需要通過臺(tái)面工藝從p型GaN冒層16正面選擇臺(tái)面區(qū)域刻蝕到n型AlGaN勢壘層13中，并將所述n型歐姆接觸電極17制作在刻蝕出的n型AlGaN勢魚層13臺(tái)面上；要求刻蝕后的n型AlGaN勢魚層13臺(tái)面低于n型AlGaN勢壘層13頂部/有源區(qū)14的底部100nm-4000nm，優(yōu)選800nm，并要求n型歐姆接觸電極17與臺(tái)面刻蝕形成的側(cè)壁中間保持一段距離，通常為5-100 u m，優(yōu)選15 y m ;所述n型歐姆接觸電極17選用金屬制成，可以為Ti/Al/Ti/Au，Ti/Al/Pt/Au，V/Al/V/Au, Ti/Al/Ni/Au 中的一種，各層厚度范圍依次為 50-600nm/100-3000nm/50-600nm/200-2000nm，退火條件為退火溫度450°C _950°C，退火時(shí)間20s_120s，空氣或N2氣氛；優(yōu)選地，其厚度為 200nm/600nm/200nm/1000nm，退火條件為 800°C，60s ；p型歐姆接觸層18，其采用蒸發(fā)或者濺射的方式制作在p型GaN冒層16上。所述p型歐姆接觸層18選用金屬制成，可以為Ni/Ag，Ni/Au中的一種，厚度為5-200nm/5-400nm，退火條件為退火溫度400°C -600°C，退火時(shí)間20-120S，空氣或N2氣氛；優(yōu)選的Ni/Au，其厚度為50nm/100nm,退火條件為550°C,60s ；SiO2側(cè)壁保護(hù)層19，其采用PECVD的方式制作在p型GaN冒層16的側(cè)壁上，厚度為20-500nm，優(yōu)選為200nm ;為達(dá)到理想的側(cè)壁保護(hù)效果，要求SiO2側(cè)壁保護(hù)層19除制作在p型GaN冒層16的側(cè)壁上以外，其上部延伸覆蓋部分p型GaN冒層16頂部，其下部延伸覆蓋部分反射窗口區(qū)的低Al組分p型AlGaN層或Al組分漸變減小的p型AlGaN層152，延伸部分寬度5-50 u m,優(yōu)選10 ii m ;高反射薄膜110，其采用蒸發(fā)、濺射或者電鍍的方式制作在反射窗口區(qū)的低Al組分p型AlGaN勢壘層或Al組分漸變減小的p型AlGaN勢壘層152上，與SiO2側(cè)壁保護(hù)層19側(cè)壁可以相接或保留小于50 y m的空隙，優(yōu)選10 u m,并與SiO2側(cè)壁保護(hù)層19底部延伸部分相接。在制作所述高反射薄膜110時(shí)，首先對(duì)p型GaN冒層區(qū)域上進(jìn)行刻蝕，得到任意形狀的p型AlGaN勢壘層15反射窗口區(qū)域，然后在該區(qū)域制作高反射薄膜110。所述高反射薄膜為具有高反射率(> 80% )的雙層薄膜高反射鏡結(jié)構(gòu)，該紫外發(fā)光二極管裝置利用該高反射鏡結(jié)構(gòu)將光反射后從器件底部發(fā)射，以提高出光效率。所述高反射薄膜的第一層材料為金屬鋁，厚度為5-3000nm，優(yōu)選為200nm，其制作在低Al組分p型AlGaN層或Al組分漸變減小的P型AlGaN層152表面或其中，高反射薄膜的第二層材料為MgF2，LiF，金屬Pt或者金屬Rh中的一種，但并不僅限于以上幾種材料組合，其厚度為5-3000nm,優(yōu)選為250nm,其制作在第一層高反射薄膜上。圖2示出了本發(fā)明中上述AlGaN基高反射紫外發(fā)光二極管裝置的外延結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，所述外延結(jié)構(gòu)包括:襯底11、A1N成核層12、n型AlGaN勢壘層13、有源區(qū)
14、p型AlGaN勢壘層15和p型GaN冒層16。本發(fā)明還公開了一種AlGaN基高反射紫外發(fā)光二極管(UV-LED)裝置的制作方法。圖3示出了本發(fā)明中AlGaN基高反射紫外發(fā)光二極管(UV-LED)裝置制作過程中結(jié)構(gòu)變化圖。圖5示出了本發(fā)明公開的一種AlGaN基高反射紫外發(fā)光二極管(UV-LED)裝置的制作方法流程圖。如圖5所示，所述方法包括:步驟A、生長外延結(jié)構(gòu)。在藍(lán)寶石基片11上，利用MOCVD工藝，按照自下而上的順序生長低溫AlN成核層121、高溫AlN模板層122、n型AlGaN勢壘層13、有源區(qū)14、高Al組分p型AlGaN勢壘層151、低Al組分p型AlGaN勢壘層或Al組分漸變減小的p型AlGaN勢壘層152、p型GaN冒層16，完成所述紫外發(fā)光二極管裝置外延結(jié)構(gòu)的制作，所述外延結(jié)構(gòu)如圖2所示；步驟B、制作電極。圖3示出了電極制作過程中所述紫外發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的變化示意圖，其具體包括:步驟(BI)、采用ICP或者RIE工藝從頂部的將p型GaN冒層16的部分刻蝕至n型AlGaN勢壘層13中，形成n型AlGaN臺(tái)面；其中，所刻蝕后的n型AlGaN勢壘層13臺(tái)面低于n型AlGaN勢壘層13頂部/有源區(qū)14的底部100nm-4000nm，優(yōu)選800nm ；步驟(B2)、在未被刻蝕的p型GaN冒層16上光刻任意形狀的反射窗口區(qū)，并采用氯基ICP工藝刻蝕反射窗口區(qū)至低Al組分p型AlGaN勢壘層或Al組分漸變減小的p型AlGaN勢魚層152的表面或表面以下,形成任意形狀的反射窗口 ；其中反射窗口區(qū)在未被刻蝕的P型GaN冒層16上的相對(duì)位置和窗口形狀可任意選擇，并需要保留一部分p型GaN冒層16仍未被刻蝕，以便于后期在保留的P型GaN冒層16頂部制作p型電極；步驟(B3)、在p型GaN冒層16的側(cè)壁制作Si02鈍化層，其具體實(shí)施方式
如下:光刻反射窗口區(qū)與未刻蝕的P型GaN冒層16交界位置，選取寬度10-100 iim，優(yōu)選為30 y m，采用PECVD工藝制作Si02鈍化層，形成Si02側(cè)壁保護(hù)層19，保護(hù)p型GaN冒層16的側(cè)壁；為達(dá)到理想的側(cè)壁保護(hù)效果，要求SiO2側(cè)壁保護(hù)層19除制作在P型GaN冒層16的側(cè)壁上以外，其上部延伸覆蓋部分p型GaN冒層16頂部,其下部延伸覆蓋部分反射窗口區(qū)的低Al組分P型AlGaN層或Al組分漸變減小的p型AlGaN層152經(jīng)(B2)步驟刻蝕后形成的表面，延伸部分寬度5-50 u m,優(yōu)選10 ii m ;步驟(B4)、在所述n型AlGaN臺(tái)面上光刻出n型電極的圖形,采用電子束蒸發(fā)工藝，在電極圖形區(qū)蒸發(fā)n型歐姆接觸金屬，形成n型歐姆接觸電極17 ;所述n型歐姆接觸電極17與臺(tái)面刻蝕形成的側(cè)壁中間保持一段距離，通常為5-100 ym，優(yōu)選15 pm ;步驟(B5)、在未被Si02側(cè)壁保護(hù)層19覆蓋的p型GaN冒層16頂部光刻出p型電極的圖形，采用電子束蒸發(fā)工藝，在電極圖形區(qū)蒸發(fā)P型歐姆接觸金屬，形成P型歐姆接觸電極18。其中，所述B4步驟也可提前到步驟BI完成之后進(jìn)行。步驟C、制作高反射膜結(jié)構(gòu)。圖4示出了制作了高反射薄膜后所述紫外發(fā)光二極管裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。制作所述高反射薄膜的流程具體如下:在反射窗口區(qū)采用蒸發(fā)鍍膜、濺射鍍膜或者電鍍的方式依次順序制作第一層高反射薄膜金屬Al和第二層高反射薄膜MgF2、LiF、金屬Pt或者金屬Rh中的一種，但并不僅限于以上幾種材料組合；其中，第一層高反射薄膜制作在窗口區(qū)低Al組分p型AlGaN勢壘層或Al組分漸變減小的p型AlGaN勢壘層152上，第二層高反射薄膜制作在第一層高反射薄膜上，完成高反射薄膜110的制作；最終完成紫外發(fā)光二極管的制作。所述的紫外發(fā)光二極管為AlxGahN基的材料，其中OSxSl;上述AlGaN基高反射紫外發(fā)光二極管裝置，其在空氣中發(fā)射的紫外光中心波長在200-365nm 之間，優(yōu)選為 280nm。以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高反射紫外發(fā)光二極管(UV-LED)裝置，該裝置依次包括:襯底(11)、AlN成核層(12)、n型AlGaN勢壘層(13)、有源區(qū)(14)、p型AlGaN勢壘層(15)和p型GaN冒層(16);其中，所述p型AlGaN勢壘層(15)上制作有高反射薄膜(110)，用于將光反射后從器件底部發(fā)射出去。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述高反射薄膜(110)為具有反射率大于80 %的雙層薄膜高反射鏡結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述高反射薄膜(110)的第一層材料為金屬鋁，厚度為5-3000nm，其制作在p型AlGaN勢壘層(15)上，第二層材料為MgF2、LiF、金屬Pt或者金屬Rh中的任一種，厚度為5-3000nm，且第二層高反射薄膜制作在第一層高反射薄膜上。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述襯底(11)的材料為藍(lán)寶石、SiC或A1N。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述紫外發(fā)光二極管裝置為AlxGahN基材料，其中0彡X彡I。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述有源區(qū)(14)至少包含一個(gè)量子阱結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述AlN成核層(12)分為兩層，第一層是生長溫度在550°C _750°C之間的低溫成核層(121)，厚度為20_100nm，第二層是生長溫度在IlOO0C _1250°C之間的高溫模板層(122)，厚度為500-5000nm。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述p型AlGaN勢壘層(15)分為兩層，第一層為高Al組分p型AlGaN層(151)，厚度為5-500nm，其制作在有源區(qū)(14)的頂部，第二層為低Al組分p型AlGaN層或Al組分漸變減小的p型AlGaN層(152)，厚度為5_200nm，其制作在高Al組分p型AlGaN層(151)的頂部。
9.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述p型AlGaN勢壘層(15)的Al組分含量均高于有源區(qū)(14)量子阱結(jié)構(gòu)中勢阱AlGaN的Al組分含量。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述高反射薄膜(110)是在刻蝕掉部分p型GaN冒層(16)后制作形成的。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述高反射膜(110)是通過對(duì)所述p型GaN冒層(16)刻蝕得到反射窗口區(qū)，進(jìn)而在所述反射窗口區(qū)制作而形成的，且所述反射窗口區(qū)的底部位于低Al組分p型AlGaN層或Al組分漸變減小的p型AlGaN層(152)表面或其中。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述高反射薄膜(110)采用蒸發(fā)鍍膜、濺射鍍膜或者電鍍的方式制作。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該紫外發(fā)光二極管裝置在空氣中發(fā)射的紫外光中心波長在200-365nm之間。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括SiO2側(cè)壁保護(hù)層(19)，其制作在所述P型GaN冒層(16)的側(cè)壁上，厚度為20-500nm。
15.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括n型歐姆接觸層(17)和p型歐姆接觸層(18)，所述n型歐姆接觸層(17)制作在所述n型AlGaN勢壘層(14)上，所述P型歐姆接觸層(18)制作在所述p型GaN冒層(16)上。
16.一種高反射紫外發(fā)光二極管裝置的制作方法，其包括:步驟1、生長外延結(jié)構(gòu)，所述外延結(jié)構(gòu)按照自下而上的順序包括低溫AlN成核層(121)、高溫AlN模板層(122)、n型AlGaN勢壘層(13)、有源區(qū)(14)、高Al組分p型AlGaN勢壘層(151)、低Al組分p型AlGaN勢壘層或Al組分漸變減小的p型AlGaN勢壘層(152)、p型GaN 冒層(16)； 步驟2、從頂部的部分p型GaN冒層(16)刻蝕至n型AlGaN勢壘層(13)，形成n型AlGaN臺(tái)面； 步驟3、在未被刻蝕的p型GaN冒層(16)上光刻形成窗口區(qū)，并采用氯基ICP工藝刻蝕所述窗口區(qū)至低Al組分p型AlGaN勢壘層或Al組分漸變減小的p型AlGaN勢壘層(152)的表面或表面以下，形成反射窗口，其中所述窗口區(qū)內(nèi)保留有一部分P型GaN冒層(16)； 步驟4、在所述n型AlGaN臺(tái)面上光刻出n型電極圖形，并在所述n型電極圖形區(qū)蒸發(fā)n型歐姆接觸金屬，形成n型歐姆接觸電極(17)； 步驟5、在所保留的p型GaN冒層(16)頂部光刻出p型電極圖形，并在所述p型電極圖形區(qū)蒸發(fā)P型歐姆接觸金屬，形成P型電極； 步驟6、在所述反射窗口制作高反射薄膜，完成所述高反射紫外發(fā)光二極管的制作。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，步驟3之后還包括: 光刻所述反射窗口區(qū)與所保留的P型GaN冒層(16)的交界位置，以在所保留的p型GaN冒層(16)側(cè)壁制作Si02鈍化層，以形成Si02側(cè)壁保護(hù)層(19)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述Si02側(cè)壁保護(hù)層(19)的上部還延伸覆蓋所保留的P型GaN冒層(16)頂部邊沿部分，其下部延伸覆蓋部分所述反射窗口區(qū)的低Al組分p型AlGaN層或Al組分漸變減小的p型AlGaN層(152)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有高反射薄膜結(jié)構(gòu)的AlGaN基紫外發(fā)光二極管器件及制作方法，其涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，主要解決紫外發(fā)光二極管背面出光結(jié)構(gòu)中出光效率低的問題。該器件依次包括襯底、AlN成核層、n型AlGaN勢壘層、有源區(qū)、p型AlGaN勢壘層和p型GaN冒層；其中，所述p型AlGaN勢壘層上制作有高反射薄膜，用于將光反射后從器件底部發(fā)射出去。本發(fā)明提出的紫外發(fā)光二極管中被p型GaN冒層吸收的光線經(jīng)過高反射薄膜的反射，由底部發(fā)出，極大的提高了出射光的功率和效率。本發(fā)明工藝簡單，重復(fù)性好，可靠性高，可用于空氣/水凈化，醫(yī)療，生物醫(yī)學(xué)，白光照明以及空間通信等領(lǐng)域中。
文檔編號(hào)H01L33/44GK103165775SQ20131011721
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月7日
發(fā)明者曾建平, 閆建昌, 王軍喜, 叢培沛, 孫莉莉, 董鵬, 李晉閩 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所