[发明专利]一种紫外LED芯片外延结构及其制备方法、芯片

说明书

本发明公开了一种紫外LED芯片外延结构，其包括：衬底；设于所述衬底上的外延层；所述外延层包括依次设于衬底上的第一半导体层、有源层和第二半导体层；设于所述第二半导体层上的折射层；设于所述折射层上的电流扩展层；所述折射层的折射率小于所述第二半导体层的折射率。本发明还公开了上述紫外LED芯片外延结构的制备方法以及应用上述外延结构的LED芯片。实施本发明，可有效降低紫外LED芯片的全反射效应，提升光效。

技术领域

本发明涉及光电子制造技术领域，尤其涉及一种紫外LED芯片外延结构及其制备方法、芯片。

背景技术

紫外LED芯片是一种新型的固态紫外光源，相对于传统的紫外汞灯，紫外LED具有体积小、重量轻、功耗低、寿命长、环境友好、发光波长连续可调等诸多方面的优点，因此，在紫外相关应用领域获得了广泛关注，尤其是在消毒领域。

然而，由于紫外光的能阶高，容易被其他材质所吸收，且容易发生全反射，因此相对于其他波段的光源，外部效能差，亮度低很多。因此一直无法完全取代汞灯所发出的紫光。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种紫外LED芯片外延结构，其可有效提升紫外LED芯片的光效。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种上述紫外LED芯片外延结构的制备方法。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种LED芯片。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种紫外LED芯片外延结构，其包括：

衬底；

设于所述衬底上的外延层；所述外延层包括依次设于衬底上的第一半导体层、有源层和第二半导体层；

设于所述第二半导体层上的折射层；

设于所述折射层上的电流扩展层；

所述折射层的折射率小于所述第二半导体层的折射率。

作为上述技术方案的改进，所述折射层通过氧等离子体氧化所述第二半导体层形成，并通过退火掺杂所述电流扩展层中的金属元素。

作为上述技术方案的改进，所述折射层由GaO、Ga₂O、Ga₂O₃或MgO中的一种或多种制成；

所述电流扩展层中至少包括Si、Ti、Sn、Zn、Ge、Cu、Ni、Au或Ru中的一种。

作为上述技术方案的改进，所述折射层的厚度为1～20nm，折射率为1.75～2.2，能阶为4.2～5.1eV，本质波长为245～280nm，电子迁移率为400～1000m²/(V·s)；

所述电流扩展层的厚度为10～50nm。

相应的，本发明还公开了一种上述的紫外LED芯片外延结构的制备方法，其包括：

(1)提供一衬底；

(2)在所述衬底上形成外延层；所述外延层依次包括第一半导体层、有源层和第二半导体层；

(3)在所述第二半导体层上形成折射层；

(4)在所述折射层上形成电流扩展层，得到紫外LED芯片外延结构成品。

作为上述技术方案的改进，步骤(2)包括：

(2.1)在所述衬底上依次形成第一半导体层、有源层和第二半导体层，得到外延层；

(2.2)将带有外延层的衬底依次采用511清洗剂、BOE清洗剂、丙酮和异丙醇进行清洗。