一种通照两用的深紫外LED

本技术涉及深紫外led的，具体的，涉及一种通照两用的深紫外led。

背景技术：

1、如今led照明市场份额的不断扩大，对于led的光效等照明性能的要求也越来越高，同时对其性能的要求也越来越高。普通家庭照明灯具逐步发展到需要更高功率的路灯、车前灯系统，市场对于大功率大尺寸甚至超大尺寸的led芯片的需求正在变得越来越大，电流拥挤给led芯片的进一步发展带来了较大的制约。

2、目前主流的gan基led芯片结构包括正装水平结构led、倒装结构led、垂直结构led等。正装水平结构工艺成熟，制造成本低，p电极与嵌入式柱状n电极均设置在芯片的同一面，但是存在散热能力差，光提取率不高的问题；倒装结构是将正装水平结构倒置于基板上的芯片结构，有效提升了散热能力和光提取效率，但其仍然存在电流传输路径过长、台阶处电流拥挤的问题；垂直结构led的p电极和嵌入式柱状n电极10设置于gan薄膜两侧，有效解决了电流拥堵的问题，但垂直结构也存在电极挡光限制了led的光提取效率和电流分布不均降低了led器件的寿命的问题。

3、嵌入式电极结构led芯片所拥有的特性正是解决上述问题的良方，其具有更好的电流拓展性能、更强的散热性能以及更高的光提取率。

4、例如专利一种嵌入式电极结构led器件及其制备方法,公开了嵌入式电极结构led器件包括从下到上依次排列的第二硅衬底、键合层、第一钝化层、金属层、反射镜金属层、p-gan层、algan电子阻挡层、ingan/gan多量子阱层、n-gan层和第二钝化层；led器件的p电极与n电极以嵌入式电极的形式均匀分布在器件内部的孔状结构中，p电极与n电极的pad引出电极位于器件出光面的背面。

5、然而，上述嵌入式电极结构芯片仍然存在一些问题，p电极的制作使得芯片要牺牲一定面积的发光区域，发光面积的减小会降低led的光输出功率。因此，在不损失有源区发光区域的前提下如何在嵌入式电极结构中制作p电极是一个有待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型为克服上述现有技术存在的对于嵌入式电极结构芯片，p电极的制作使得芯片要牺牲一定面积的发光区域，发光面积的减小会降低led的光输出功率的技术问题，提供一种通照两用的深紫外led。

2、为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

3、一种通照两用的深紫外led，包括从下到上依次排列分布的导电衬底、第一键合金属层、第二键合金属层、绝缘层、p接触反射镜金属及保护层、p型gan层、algan多量子阱层、n型gan层；

4、嵌入式柱状n电极通道径向贯穿绝缘层、p接触反射镜金属及保护层、p型gan层和algan多量子阱层；所述嵌入式柱状n电极沉积于嵌入式柱状n电极通道内；嵌入式柱状n电极的上表面与n型gan层形成欧姆接触；

5、柱状p电极通道径向贯穿绝缘层、第二键合金属层、第一键合金属层、导电衬底；所述柱状p电极通道延伸至p接触反射镜金属及保护层；柱状p电极沉积于柱状p电极通道；所述柱状p电极的底端位于led芯片底部；

6、所述algan多量子阱层底部采用渐变al组分结构；

7、所述绝缘层延伸至嵌入式柱状n电极侧壁形成绝缘保护，所述绝缘层将嵌入式柱状n电极与柱状p电极分隔。

8、进一步地，所述嵌入式柱状n电极与第二键合金属层接触形成电导通，第一键合金属层与导电衬底接触形成电导通；所述柱状p电极与p接触反射镜金属及保护层接触形成电导通。

9、进一步地，所述p接触反射镜金属及保护层包括反射镜金属层和保护层，保护层位于反射镜金属层的上方。

10、进一步地，所述绝缘层为sio2绝缘层，所述p型gan层的厚度200-250nm，所述algan多量子阱层的厚度为60-100nm，所述n型gan层的厚度为2-3μm。

11、进一步地，所述导电衬底为si衬底层或蓝宝石衬底层。

12、进一步地，所述反射镜金属层为ag层和/或ni层；所述保护层为tiw层。

13、进一步地，所述嵌入式柱状n电极为ti、cr、ag、au、pt中的一种电极或两种及以上的合金电极。

14、进一步地，所述柱状p电极为cr、pt、au中的一种电极或两种及以上的合金电极，所述柱状p电极的厚度为2-6μm。

15、进一步地，所述第一键合金属层和第二键合金属层为ni、au、sn、ti中的一种键合金属层。

16、进一步地，所述algan多量子阱层的底部量子势垒为未掺杂的渐变al组分构成，从下到上依次为al0.45ga0.55n、al0.5ga0.5n、al0.55ga0.45n。

17、进一步地，一种制备通照两用的深紫外led的方法，包括如下步骤：

18、(1)取外延衬底，在所述外延衬底上依次生长缓冲层，n型gan层，al组分浓度渐变的algan多量子阱层，p型gan层，再制备p接触反射镜金属及保护层，得led外延片；

19、(2)在步骤(1)所述led外延片上制备出通孔结构；所述通孔结构依次径向贯穿p接触反射镜金属及保护层、p型gan层及algan多量子阱层7，所述通孔结构延伸至n型gan层底部；得到嵌入式柱状n电极通道；

20、(3)在p接触反射镜金属及保护层的上表面以及通孔结构的内壁上生长绝缘层，所述内壁不包括通孔结构底面；

21、(4)在通孔结构内沉积嵌入式柱状n电极；

22、(5)在步骤(4)所述得led芯片上制备出空腔结构；所述空腔结构贯穿绝缘层，延伸到p接触反射镜金属及保护层顶部；得到柱状p电极通道；

23、(6)在空腔结构内沉积柱状p电极的顶端；

24、(7)制作第二键合金属层，获得第一晶圆；

25、(8)在转移导电衬底上通过深孔刻蚀刻出贯穿衬底的柱状通道，然后在通道内壁生长绝缘层；然后在通道内制作柱状p电极的底端；继而制作第一键合金属层，获得第二晶圆；

26、(9)将第一金属键合层与第二金属键合层进行表面活化，将处理后的第一金属键合层与第二金属键合层对准，然后一起送入键合机进行预键合，退火，预键合的第一晶圆和第二晶圆间形成牢固的键合，形成空气隙；

27、(10)最终将第一晶圆上的导电衬底、缓冲层剥离下来，最终获得成品led芯片。

28、步骤(2)中，采用光刻和icp刻蚀制备出通孔结构；步骤(10)中，si衬底的剥离采用通过机械减薄、化学抛光、化学腐蚀的方法，缓冲层的剥离采用icp干法刻蚀。

29、与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：

30、本实用新型将柱状p电极制作于led芯片底部，避免了因制作电极而损失一部分发光面积，有效提升芯片的光输出功率；同时，采用渐变al组分结构的algan多量子阱层，有效提高了内量子效率和光输出效率；

31、采用了渐变al组分结构技术，拥有更高的载流子注入效率，从而得以实现更高的内量子效率和光输出效率。渐变al组分的嵌入式电极结构led芯片弥补了传统垂直结构芯片的不足，使得led的照明性能更上一层楼。