本发明涉及半导体光电领域,尤其涉及一种紫外led器件。
背景技术:
1、近年来,对于大功率照明发光二极管(light-emitting diode,led)的研究已经成为趋势,然而传统同侧结构的led芯片存在电流拥挤、电压过高和散热难等缺点,很难满足大功率的需求,而垂直led芯片不仅可以有效地解决大电流注入下的拥挤效应,还可以缓解大电流注入所引起的内量子效率降低,改善垂直led芯片的光电性能,但目前低的光电转换效率严重限制了其应用发展。
2、目前对于倒装型紫外led器件的光效提升主要集中在电极结构、有源层结构、电流扩展、光子晶体等,对设备与工艺的要求较高,工艺兼容性差,成本较高,且光效改善不明显。对于垂直型紫外led器件,特别是深紫外紫外led器件,目前暂无此光效提升设计。
技术实现思路
1、本发明的目的在于,提供一种紫外led器件,用于改善现有技术的紫外led器件的光提取效率较低的技术问题。
2、为解决上述技术问题,本发明提供了一种紫外led器件,包括量子阱有源层以及位于量子阱有源层一侧的孔洞层,孔洞层为反射层、p型接触层、电流扩展层、空穴注入层以及电子阻挡层中的至少一层;
3、其中,紫外led器件还包括多个镂空结构,多个镂空结构设置于孔洞层上。
4、优选地,每一镂空结构的形状为圆柱形、三角形、台面形以及圆台形中的任意一种。
5、优选地,每一镂空结构内完全填充有透光材料,透光材料的折射率小于孔洞层的折射率。
6、优选地,透光材料为量子点、二维材料以及纳米颗粒中的至少一种。
7、优选地,每一镂空结构的深度大于孔洞层的厚度的0.2倍。
8、优选地,紫外led器件为垂直型器件,紫外led器件从下至上依次包括导电支撑层、键合层、反射层、p型接触层、空穴注入层、电子阻挡层、量子阱有源层以及电子注入层;
9、其中,电子注入层包括多个凸台和多个位于相邻两个凸台之间的凹槽,凸台的上表面形成有n型接触层。
10、优选地,孔洞层为反射层,多个镂空结构的底面积之和大于反射层的底面积的0.5倍。
11、优选地,紫外led器件为倒装型器件,紫外led器件从下至上依次包括衬底层、本征层、电子注入层、量子阱有源层、电子阻挡层、空穴注入层、p型接触层以及电流扩展层;
12、优选地,孔洞层为电流扩展层,多个镂空结构的底面积之和大于电流扩展层的底面积。
13、优选地,孔洞层为p型接触层、空穴注入层以及电子阻挡层中的至少一层,多个镂空结构的底面积之和小于孔洞层的底面积。
14、本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况,本发明提供了一种紫外led器件,包括量子阱有源层以及位于量子阱有源层一侧的孔洞层,孔洞层为反射层、p型接触层、电流扩展层、空穴注入层以及电子阻挡层中的至少一层,其中,紫外led器件还包括多个镂空结构,多个镂空结构设置于孔洞层上;本发明通过在量子阱有源层一侧的孔洞层上开设多个镂空结构,由于镂空结构与出光侧外延材料形成较大的折射率差,从而使量子阱有源层发射的光线入射至镂空结构时,在镂空结构与出光侧的外延膜层之间发生全反射效应,进而提高了紫外led器件的光提取效率。
1.一种紫外led器件,其特征在于,包括量子阱有源层以及位于所述量子阱有源层一侧的孔洞层,所述孔洞层为反射层、p型接触层、电流扩展层、空穴注入层以及电子阻挡层中的至少一层;
2.根据权利要求1所述的紫外led器件,其特征在于,每一所述镂空结构的形状为圆柱形、三角形、台面形以及圆台形中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的紫外led器件,其特征在于,每一所述镂空结构内完全填充有透光材料,所述透光材料的折射率小于所述孔洞层的折射率。
4.根据权利要求3所述的紫外led器件,其特征在于,所述透光材料为量子点、二维材料以及纳米颗粒中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的紫外led器件,其特征在于,每一所述镂空结构的深度大于所述孔洞层的厚度的0.2倍。
6.根据权利要求5所述的紫外led器件,其特征在于,所述紫外led器件为垂直型器件,所述紫外led器件从下至上依次包括导电支撑层、键合层、所述反射层、所述p型接触层、所述空穴注入层、所述电子阻挡层、所述量子阱有源层以及电子注入层;
7.根据权利要求6所述的紫外led器件,其特征在于,所述孔洞层为所述反射层,多个所述镂空结构的底面积之和大于所述反射层的底面积的0.5倍。
8.根据权利要求5所述的紫外led器件,其特征在于,所述紫外led器件为倒装型器件,所述紫外led器件从下至上依次包括衬底层、本征层、电子注入层、所述量子阱有源层、所述电子阻挡层、所述空穴注入层、所述p型接触层以及所述电流扩展层。
9.根据权利要求8所述的紫外led器件,其特征在于,所述孔洞层为所述电流扩展层,多个所述镂空结构的底面积之和大于所述电流扩展层的底面积。
10.根据权利要求6或8所述的紫外led器件,其特征在于,所述孔洞层为所述p型接触层、所述空穴注入层以及所述电子阻挡层中的至少一层,多个所述镂空结构的底面积之和小于所述孔洞层的底面积。