具有n型低阻欧姆接触结构的深紫外LED芯片的制作方法

本发明属于半导体器件，具体涉及一种具有n型低阻欧姆接触结构的深紫外led芯片。

背景技术：

1、深紫外光在杀菌消毒、医疗健康、生化检测、固化加工、工业除污等众多领域有着巨大的应用价值。近几年，随着新型冠状病毒(covid-19)的爆发，可直接用于杀菌消毒的深紫外光源变得越发重要。algan基深紫外发光二极管(led)有着绿色环保、波长易调、响应速度快、易于集成、寿命长等众多优点，具有重要应用价值以及良好的经济和社会效益，吸引了国内外众多研究机构和产业界的高度重视。

2、目前，深紫外led的外延结构主要由高al组分的algan材料组成，对于高al组分的n型algan材料，虽然其载流子浓度比高al组分的p型algan材料高一个数量级，但与gan相比，仍然存在掺杂困难的问题。由于algan材料禁带宽度大，晶体质量较差，要使n型欧姆接触电极具有低阻特性更加困难，从而容易形成“电流拥堵”。并且n型欧姆接触电极的制备对工艺要求也较高。因此实现在高al含量algan材料下制备低阻n型欧姆接触电极，使得深紫外led芯片工作电压降低，是提高紫外外延芯片光电转换效率的关键步骤之一。

3、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有n型低阻欧姆接触结构的深紫外led芯片，其能够降低n型欧姆接触的金半接触电阻，从而降低深紫外led芯片的工作电压。

2、为了实现上述目的，本发明一具体实施例提供了一种具有n型低阻欧姆接触结构的深紫外led芯片，包括：

3、外延结构，所述外延结构至少包括第一导电半导体层、有源层、第二导电半导体层，所述第一导电半导体层、有源层、第二导电半导体层属于algan基半导体层，所述第一导电半导体层是n型掺杂层；

4、第一电极层，所述第一电极层包括algan纳米层和金属电极；

5、所述algan纳米层设置于所述第一导电半导体层上，所述algan纳米层的al组分高于所述第一导电半导体层中的al组分；

6、所述金属电极设置于所述algan纳米层上，所述algan纳米层内形成有纳米孔洞结构，所述金属电极包括设置在所述纳米孔洞结构内的第一金属纳米量子点结构。

7、在本发明的一个或多个实施例中，所述algan纳米层中的al组分在远离所述第一导电半导体层的方向上增加，所述algan纳米层中的al组分范围为0.5～0.8。

8、在本发明的一个或多个实施例中，所述algan纳米层的厚度为1nm～20nm。

9、在本发明的一个或多个实施例中，所述第一金属纳米量子点结构的横向尺寸为1nm～30nm，纵向尺寸为1nm～20nm。

10、在本发明的一个或多个实施例中，所述金属电极还包括设置在所述algan纳米层和第一金属纳米量子点结构上的多个金属层，所述多个金属层中的至少一个金属层设置成金属纳米量子点结构。

11、在本发明的一个或多个实施例中，所述多个金属层至少包括一个金属反射层，所述金属反射层被设置为平面层。

12、在本发明的一个或多个实施例中，所述金属反射层设置在所述algan纳米层与第一金属纳米量子点结构上，所述多个金属层还包括第二金属层和第三金属层，所述第二金属层和第三金属层设置在所述金属反射层上，所述第二金属层或第三金属层至少一个为金属纳米量子点结构。

13、在本发明的一个或多个实施例中，所述第二金属层为金属纳米量子点结构，所述第三金属层覆盖在所述第二金属层上，且高度与所述第二金属层齐平或高于所述第二金属层。

14、在本发明的一个或多个实施例中，所述金属纳米量子点结构的横向尺寸为1nm～30nm，纵向尺寸为1nm～20nm。

15、在本发明的一个或多个实施例中，所述第一金属纳米量子点结构的材料为ti，所述金属反射层的材料为al或ag，所述第二金属层的材料为ni或au中的其一，所述第三金属层的材料为ni或au中的其一。

16、与现有技术相比，本发明的n型低阻欧姆接触结构的深紫外led芯片，通过制备金属纳米量子点结构，减小了金属电极功函数；再通过在第一导电半导体层上设置al组分增加的algan纳米层，增加半导体功函数，使金属纳米量子点结构与algan纳米层之间形成低接触电阻，从而降低深紫外led芯片的工作电压。

17、本发明的n型低阻欧姆接触结构的深紫外led芯片，通过设置al组分递增的algan纳米层，产生极化感应效应，增加界面载流子，增加电流横向扩展，进一步降低接触电阻，从而降低工作电压。

技术特征：

1.一种具有n型低阻欧姆接触结构的深紫外led芯片，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的具有n型低阻欧姆接触结构的深紫外led芯片，其特征在于，所述algan纳米层中的al组分在远离所述第一导电半导体层的方向上增加，所述algan纳米层中的al组分范围为0.5～0.8。

3.根据权利要求1所述的具有n型低阻欧姆接触结构的深紫外led芯片，其特征在于，所述algan纳米层的厚度为1nm～20nm。

4.根据权利要求1所述的具有n型低阻欧姆接触结构的深紫外led芯片，其特征在于，所述第一金属纳米量子点结构的横向尺寸为1nm～30nm，纵向尺寸为1nm～20nm。

5.根据权利要求1所述的具有n型低阻欧姆接触结构的深紫外led芯片，其特征在于，所述金属电极还包括设置在所述algan纳米层和第一金属纳米量子点结构上的多个金属层，所述多个金属层中的至少一个金属层设置成金属纳米量子点结构。

6.根据权利要求5所述的具有n型低阻欧姆接触结构的深紫外led芯片，其特征在于，所述多个金属层至少包括一个金属反射层，所述金属反射层被设置为平面层。

7.根据权利要求6所述的具有n型低阻欧姆接触结构的深紫外led芯片，其特征在于，所述金属反射层设置在所述algan纳米层与第一金属纳米量子点结构上，所述多个金属层还包括第二金属层和第三金属层，所述第二金属层和第三金属层设置在所述金属反射层上，所述第二金属层或第三金属层至少一个为金属纳米量子点结构。

8.根据权利要求7所述的具有n型低阻欧姆接触结构的深紫外led芯片，其特征在于，所述第二金属层为金属纳米量子点结构，所述第三金属层覆盖在所述第二金属层上，且高度与所述第二金属层齐平或高于所述第二金属层。

9.根据权利要求5所述的具有n型低阻欧姆接触结构的深紫外led芯片，其特征在于，所述金属纳米量子点结构的横向尺寸为1nm～30nm，纵向尺寸为1nm～20nm。

10.根据权利要求6-8任一项所述的具有n型低阻欧姆接触结构的深紫外led芯片，其特征在于，所述第一金属纳米量子点结构的材料为ti，所述金属反射层的材料为al或ag，所述第二金属层的材料为ni或au中的其一，所述第三金属层的材料为ni或au中的其一。

技术总结本发明公开了一种具有n型低阻欧姆接触结构的深紫外LED芯片，包括外延结构和第一电极层。外延结构至少包括第一导电半导体层、有源层、第二导电半导体层，第一导电半导体层、有源层、第二导电半导体层属于AlGaN基半导体层，第一导电半导体层是N型掺杂层；第一电极层包括AlGaN纳米层和金属电极；AlGaN纳米层设置于第一导电半导体层上，AlGaN纳米层的Al组分高于第一导电半导体层中的Al组分；金属电极设置于AlGaN纳米层上，AlGaN纳米层内形成有纳米孔洞结构，金属电极包括设置在纳米孔洞结构内的第一金属纳米量子点结构。本发明的具有n型低阻欧姆接触结构的深紫外LED芯片，能够降低n型欧姆接触的金半接触电阻，从而降低深紫外LED芯片的工作电压。技术研发人员：唐唯卿,魏永强,许奇明,沈雁伟受保护的技术使用者：苏州立琻半导体有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20