[发明专利]一种共晶键合深紫外发光二极管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种共晶键合深紫外发光二极管及其制备方法，方法包括以下步骤：在初始生长衬底上依次生长成核层、后续生长缓冲层、电化学腐蚀反应层和深紫外LED发光结构目标层，得到深紫外LED外延片；对深紫外LED外延片进行光刻，在深紫外LED发光结构目标层上得到多个互相分离的的深紫外LED发光区；在深紫外LED发光结构目标层上制备水平结构电极；将多个深紫外LED发光区中的水平结构电极进行共晶键合粘连；对电化学腐蚀反应层进行电化学腐蚀。本发明有效降低了深紫外LED的热阻，提高了其散热能力、载流子注入能力和发光效率，多区域键合的方式提高了其总体发光强度；在氮化物大功率深紫外LED的制备研究上具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，尤其涉及一种共晶键合深紫外发光二极管及其制备方法。

背景技术

紫外发光二极管(LED)是指发光中心波长在400nm以下的LED，紫外LED主要应用在生物医疗、防伪鉴定、植物培植、空气净化领域等方面。由于短波长光线具有较高的杀菌效果，因此深紫外LED成为人们关注的重点，具有较高的应用潜力。

目前的深紫外LED主要为准分子LED或汞灯LED，这些深紫外LED的整体灯具较大，发光效率较低，波谱范围较大，杀菌效果也较差，因此制约了深紫外LED的应用发展。

使用III-V族氮化物作为深紫外LED材料具有良好的应用前景，但目前基于III-V族氮化物的深紫外LED通常为单个器件，其发光面积小，电流注入低，散热性差，使得整体深紫外LED芯片的发光强度低，不能满足使用需求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种共晶键合深紫外发光二极管及其制备方法。

本发明的第一方面提供了一种共晶键合深紫外发光二极管制备方法，包括以下步骤：

在初始生长衬底上依次生长成核层、后续生长缓冲层、电化学腐蚀反应层和深紫外LED发光结构目标层，得到深紫外LED外延片；

对所述深紫外LED外延片进行光刻，通过电感耦合刻蚀在所述深紫外LED发光结构目标层上得到多个互相分离的的深紫外LED发光区；

在所述深紫外LED发光结构目标层上制备水平结构电极；

将多个深紫外LED发光区中的水平结构电极进行共晶键合粘连；

对所述电化学腐蚀反应层进行电化学腐蚀，去除所述初始生长衬底、成核层、后续生长缓冲层和电化学腐蚀反应层。

进一步地，所述在初始生长衬底上依次生长成核层、后续生长缓冲层、电化学腐蚀反应层和深紫外LED发光结构目标层，具体包括以下步骤：

在所述初始生长衬底上外延生长非故意掺杂的AlN层，将所述非故意掺杂的AlN层作为成核层；

在所述非故意掺杂的AlN层上外延生长轻掺杂的Al_0.5Ga_0.5N层，将所述轻掺杂的Al_0.5Ga_0.5N层作为后续生长缓冲层；

在所述轻掺杂的Al_0.5Ga_0.5N层上外延生长重掺杂的Al_0.5Ga_0.5N层，将所述重掺杂的Al_0.5Ga_0.5N层作为电化学腐蚀反应层；

在所述重掺杂的Al_0.5Ga_0.5N层上外延生长深紫外LED外延结构薄膜，将所述深紫外LED外延结构薄膜作为深紫外LED发光结构目标层。

进一步地，所述外延生长，包括金属有机化学气相沉积外延、分子束沉积外延、物理气相沉积外延和离子束沉积外延中的一种或多种；