[发明专利]提高紫外发光二极管出光效率的方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别是涉及一种提高紫外发光二极管出光效率的方法。

背景技术

氮化物基发光二极管以其具有高效、节能、环保、寿命长、体积小、低电压和响应快等优点，在世界范围内获得广泛的发展。发光波长在210-365nm的紫外发光二极管以其高调制频率、低噪声、无汞、环保和高杀菌潜力等优点，在在杀毒消菌、生物医药、照明、高密度储存、安全保密和通信等领域应用具有广泛应用前景。目前，紫外发光二极管的光提取效率比较低。较低的光提取效率严重限制了紫外发光二极管的光输出功率。通过对蓝宝石背面的粗化可以提高倒装结构紫外发光二极管的出光效率，但是由于在蓝宝石衬底上粗化相对比较困难，不能简单方便的进行粗化。本发明提出一种提高紫外发光二极管出光效率的粗化方法，通过这种方法不但大大减少了蓝宝石背面的全反射，通过粗化的表面有效的增加出光效率。这种方法简单方便易行，与传统LED工艺相兼容，具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于，提供提高紫外发光二极管出光效率的方法，该方法简单方便易行，与传统LED工艺相兼容。

本发明提供一种提高紫外发光二极管出光效率的方法，包括如下步骤：

步骤1：一紫外发光二极管外延片；

步骤2：在紫外发光二极管外延片的蓝宝石衬底的背面生长一氮化物层；

步骤3：将氮化物层的表面粗化，完成制备。

其中紫外发光二极管外延片的蓝宝石衬底为单抛或双抛的蓝宝石衬底。

其中紫外发光二极管外延片的蓝宝石衬底背面生长一氮化物层之前，先将蓝宝石衬底减薄、抛光。

其中蓝宝石衬底减薄至50μm-450μm的厚度。

其中氮化物层为Al_xGa_1-xN，其中0≤x≤1。

其中氮化物层是一层、两层或多层，其总厚度为100nm-10000nm。

其中生长氮化物层的方法为气相沉积法、液相生长法、溅射生长法、分子束外延或脉冲原子层沉积法。

其中对氮化物层的表面粗化是采用干法刻蚀或湿法腐蚀的方法。

其中氮化物层粗化后的表面形貌是任意的无规则型或有规则的形状。

其中紫外发光二极管发光波长范围为210nm-365nm。

本发明与现有技术相比，具有简单方便易行，与传统的发光二极管工艺相兼容等优点，在紫外发光二极管领域具有广阔的应用前景。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例及附图详细说明如后，其中：

图1是倒置的紫外发光二极管的蓝宝石衬底背面的氮化物层粗化后的剖面图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明提供一种提高紫外发光二极管出光效率的方法，包括如下步骤：

步骤1：一紫外发光二极管外延片10，该外延片为采用MOCVD或MBE法外延生长在蓝宝石衬底101上的外延片，该外延片的外延层部分主要包括低温缓冲层、高温模板层、N行层、多量子阱有源区、电子阻挡层和P型层；

步骤2：在紫外发光二极管外延片10的蓝宝石衬底101的背面生长一氮化物层11；

步骤3：将氮化物层11的表面粗化，完成制备。

所述的紫外发光二极管发光波长范围为210nm-365nm。

所述的氮化物层11为Al_xGa_1-xN，其中0≤x≤1，Al组份x的选择要合适，以使该氮化物层不吸收多量子阱有源区中发出的光，即氮化物层11的Al组分要高于多量子阱有源区中的Al组分。

所述的氮化物层11是一层、两层或多层，其总厚度为100nm-10000nm。

所述的紫外发光二极管外延片10的蓝宝石衬底101为单抛或双抛的蓝宝石衬底。

所述的蓝宝石衬底101的背面生长一氮化物层11之前，先将蓝宝石衬底101减薄、抛光；蓝宝石衬底101减薄抛光后的厚度为50μm-400μm。

所述的氮化物层11的生长方法为气相沉积法、液相生长法、溅射生长法、分子束外延或脉冲原子层沉积法。

所述的氮化物层11的表面粗化采用干法刻蚀或湿法腐蚀的方法，例如：采用金属自组装、氯化铯自组装、聚苯乙烯小球、二氧化硅小球或光刻胶等为掩膜干法刻蚀或湿法腐蚀的方法粗化氮化物层11的表面。