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一種高出光率、高可靠性的紫外發(fā)光二極管及其制造方法與流程

文檔序號:12725509閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種高出光率、高可靠性的紫外發(fā)光二極管器件,包括主要由n型層、量子阱層和p型層組成的外延結(jié)構(gòu)層,在p型層上依次設(shè)有p接觸層、石墨烯透光層和導(dǎo)電反射層,其特征在于所述歐姆接觸層部分覆蓋p型層表面,覆蓋比小于30%,所述石墨烯透光層由多次轉(zhuǎn)移的石墨烯堆疊而成,所述p接觸層與p型層之間、p接觸層與石墨烯透光層之間都為歐姆接觸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外半導(dǎo)體發(fā)光器件,其特征在于所述歐姆接觸層包含Ag,或者Au,或者Ni,或者上述金屬的合金結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高出光率、高可靠性的紫外發(fā)光二極管器件,其特征在于所述構(gòu)成石墨烯透光層的至少兩層石墨烯之間還包含部分覆蓋的插入金屬層,該金屬層覆蓋比率低于10%。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高出光率、高可靠性的紫外發(fā)光二極管器件,其特征在于所述插入金屬導(dǎo)層為平鋪的Ag或Au的納米點(diǎn)或者納米線。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高出光率、高可靠性的紫外發(fā)光二極管器件,其特征在于所述金屬插入層中所述Ag或Au納米點(diǎn)的粒徑為10nm~1μm,Ag或Au納米線的直徑為5~100nm、長度為5~100μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高出光率、高可靠性的紫外發(fā)光二極管器件,其特征在于所述導(dǎo)電反射層厚度為0.1~3μm,并且所述導(dǎo)電反射層具有高的導(dǎo)電性和反射率,導(dǎo)電反射層材料優(yōu)選Al。

7.高出光率、高可靠性的紫外發(fā)光二極管器件的制造方法,其特征在于,包括如下步驟:

步驟S1、在襯底上生長外延結(jié)構(gòu)層,外延層依次包括p型層、n型層和量子阱層;

步驟S2、對于所述外延結(jié)構(gòu)層進(jìn)行刻蝕等加工,形成n接觸孔;

步驟S3、在p型層上通過蒸發(fā)或?yàn)R射,以及退火形成p接觸層;

步驟S4、在p接觸層上通過多次轉(zhuǎn)移石墨烯堆疊形成石墨烯透光層;

步驟S5、在石墨烯透光層上通過蒸發(fā)高反射金屬導(dǎo)電反射層,優(yōu)選的,所述高反射導(dǎo)電金屬層為150nm以上鋁;

步驟S6、在n接觸孔上制備n區(qū)歐姆接觸層;

步驟S7、在p區(qū)高反射金屬導(dǎo)電層和n區(qū)歐姆接觸層上分別形成p、n電極。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高出光率、高可靠性的紫外發(fā)光二極管器件的制造方法,其特征在于:步驟S3中所述p觸層為1~5nm的Ag、Au、Ni單層,或上述金屬多層結(jié)構(gòu)在氮?dú)饣虻獨(dú)馀c氧氣混合氣氛中快速退火而成,退火后金屬聚集,覆蓋率降低至30%以下。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高出光率、高可靠性的紫外發(fā)光二極管器件的制造方法,其特征在于:

步驟S3由以下步驟組成:

步驟S3a、蒸發(fā)或?yàn)R射3~100nm的Ag、Au、Ni、ITO單層或多層,通過光刻與腐蝕或剝離工藝形成圓形或多邊形金屬點(diǎn)陣列,金屬點(diǎn)直徑或?qū)情L度為2~10μm,相鄰金屬點(diǎn)中心距離為金屬點(diǎn)直徑或?qū)情L度的兩倍或以上;

步驟S3b、在氮?dú)饣虻獨(dú)馀c氧氣混合氣氛中快速退火。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高出光率、高可靠性的紫外發(fā)光二極管器件的制造方法,其特征在于:

步驟S4包含如下步驟:

S4a、轉(zhuǎn)移單層或多層石墨烯至p接觸層之上;

S4b、在轉(zhuǎn)移石墨烯上還有插入金屬層,插入金屬層為1-2nm的Ni、Au或Ti,或者上述金屬的合金結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu);

S4c、重復(fù)S4a~S4b或S4a,達(dá)到所需轉(zhuǎn)移層數(shù)。

此外,步驟S4b的插入金屬層的后續(xù)工藝還包括氮?dú)鈿夥障驴焖偻嘶稹?/p>

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