[发明专利]深紫外LED及其制造方法

权利要求书

1.一种深紫外LED，其设计波长设为λ，

所述深紫外LED的特征在于，

从生长基板的相反侧按顺序具有反射电极层、薄膜金属层以及透明p型AlGaN接触层，

具有在所述透明p型AlGaN接触层的厚度方向的范围内设置的、具有多个空孔的第一反射型光子晶体周期结构，并且，

所述第一反射型光子晶体周期结构具有相对于TE偏振光分量打开的光子带隙，

设计波长λ、所述第一反射型光子晶体周期结构的周期a以及平均折射率n_av满足布拉格条件式m×λ/n_av＝2a，并且，

布拉格条件的次数m处于2＜m＜5的范围，并且，

将所述空孔的半径设为R时，若将光子带隙达到最大时为R/a、且将所述空孔的深度设为h，则满足h≥2/3a。

2.根据权利要求1所述的深紫外LED，其特征在于，

所述第一反射型光子晶体周期结构进一步在厚度方向上延长设置至所述反射电极层的范围。

3.根据权利要求1或2所述的深紫外LED，其特征在于，

进一步具有第二光子晶体周期结构，所述第二光子晶体周期结构由在所述生长基板背面的第二结构体构成，

所述第二结构体具有空气和生长基板的介质的周期结构。

4.根据权利要求3所述的深紫外LED，其特征在于，

在所述第二光子晶体周期结构中，

真空中的设计波长λv和作为周期结构的参数的周期a和半径R满足布拉格条件，在R/a为0.20至0.40的范围内，在TM光的光子能带结构中，在第四光子能带以内具有两个光子带隙，并且，

所述光子带隙相对于TM光打开，因此透射效果变大，并且，

在次数m＝3或4时，所述R/a是与各光子带隙的最大值对应的值，或者，

在次数m＝3或4时，当将所述光子能带结构的纵轴ωa/2πc换算成真空中的波长λv时，所述R/a是在作为第二光子能带2ndPB的对称点的┌点、M点、K点的任一点处与真空中的波长λv×m进行点接触或者最接近的值，或者，

在次数m＝3时，所述R/a是使得所述光子能带结构的纵轴ωa/2πc的真空中的波长λv×3与将第四光子能带4thPB乘以整数5倍和整数6倍之后的各第四光子能带4thPB上的任意的对称点进行点接触或最接近的值，或者，

在次数m＝4时，所述R/a是使得所述光子能带结构的纵轴ωa/2πc的真空中的波长λv×4与将第四光子能带4thPB乘以整数6倍、整数7倍、整数8倍之后的各第四光子能带4thPB上的任意的对称点进行点接触或最接近的值，并且，

各周期结构参数是通过FDTD法对由选择出的各R/a和0.5a以上的深度h构成的光子晶体进行计算，以使得光提取效率增减率和配光性实现最优化的方式而最终确定的参数。

5.根据权利要求3所述的深紫外LED，其特征在于，

进一步在所述反射型第一光子晶体周期结构和所述第二光子晶体周期结构之间设置有波导结构。

6.根据权利要求5所述的深紫外LED，其特征在于，

所述波导结构具有：

三棱锥形状的纳米级PSS周期结构，其设置于所述生长基板表面；以及

AlN结合柱状体周期结构，其由与所述纳米级PSS周期结构在厚度方向上连续地形成的六棱锥台的柱状体构成。

7.根据权利要求5或6所述的深紫外LED，其特征在于，

进一步在所述深紫外LED的外侧设置有相对于深紫外光而透明的树脂，所述树脂的折射率比空气的折射率大、且比包含所述生长基板的化合物半导体层的折射率小。

8.根据权利要求7所述的深紫外LED，其特征在于，

进一步在所述深紫外LED的侧壁的外侧设置有Al反射膜，所述Al反射膜具有形成为将到达所述Al反射膜的深紫外光反射并向所述深紫外LED的上部方向传播的结构。