[實用新型]一種高發光效率的GaN基LED芯片

有效

• 申請號: 201320409751.X
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN203406317U
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 羅東;李辛;楊艷敏;董前民;黃杰;梁培
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種LED芯片，尤其涉及一種GaN基LED芯片。

背景技術

近年來隨著半導體技術的發展，LED由于高效、節能和使用壽命長等特點，已廣泛應用各個領域。LED器件的核心部分為LED芯片，要想得到大功率LED器件，就必須制備合適的大功率LED芯片。目前常用的大功率LED芯片有：

大尺寸LED芯片即：增大單體LED芯片的有效發光面積和尺寸。但是簡單的增大發光面積不能有效解決散熱和出光問題。

表面粗化的LED芯片即：采用粗化結構來達到提高光提取效率，通過增大粗化結構芯片電極和透明導電層之間的接觸面積，減小器件的工作電壓，來提高發光效率的LED芯片。但是，粗化的尺寸和深度不易控制，導致GaN片表面粗化的效果不一致，光提取效率的提高不均勻。

發明內容

為了克服上述現有技術缺點，本實用新型的目的在于提供一種高發光效率的GaN基LED芯片，其特點是該芯片通過生長金屬納米粒子層，提高了LED芯片發光效率，且結構簡單，易于制備。

本實用新型所采用的技術方案是：一種高發光效率的GaN基LED芯片，主要由異質襯底層、n-GaN層、量子阱層、p-GaN層和金屬納米粒層組成；其特征在于，異質襯底層上為n-GaN層，n-GaN層上為量子阱層，量子阱層上為由p-GaN層和金屬納米粒子層組成的復合層，n-GaN層、量子阱層和p-GaN層構成核心芯片，核心芯片位于異質襯底層上。

所述的復合層中金屬納米粒子層位于p-GaN層上表面或嵌入在p-GaN層中。

所述的金屬納米粒子粒徑為10nm-150nm，金屬納米粒子層厚度為50nm-1μm。

所述的n-GaN層的厚度為2μm-4μm。

所述的核心芯片的厚度為6μm-10μm。

所述的異質襯底層的材料為藍寶石、硅、SiC或金屬。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1為金屬納米層在p-GaN層上表面的單層量子阱層LED芯片的結構圖；

圖2為金屬納米層嵌入在p-GaN層中的單層量子阱層LED芯片的結構圖；

圖3為金屬納米層在p-GaN層上表面的多層量子阱層LED芯片的結構圖；

圖4為金屬納米層嵌入在p-GaN層中的多層量子阱層LED芯片的結構圖；

附圖中：1為異質襯底，2為n-GaN層，3為量子阱層，4為p-GaN層，5為金屬納米粒子層，6為由p-GaN層和金屬納米粒子層組成復合層。

具體實施方式

實施例1

如圖1，一種高發光效率的GaN基LED芯片，主要由異質襯底層1、n-GaN層2、量子阱層3、p-GaN層4和金屬納米粒層5組成；異質襯底層1上為n-GaN層2，n-GaN層2上為量子阱層3，量子阱層3上為p-GaN層4，p-GaN層4上為金屬納米粒子層5，n-GaN層2、量子阱層3和p-GaN層4構成核心芯片7，核心芯片7位于異質襯底層1上。其具體制作步驟如下：

步驟1：采用金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)方法在異質襯底層上依次生長25nm厚的n-GaN層，3nm厚的單層量子阱層，10nm厚的p-GaN層，形成GaN外延片，其中所述異質襯底為藍寶石，硅，碳化硅或金屬；

步驟2：將GaN外延片放入PECVD，在p-GaN層之上沉積一層50nm-1am金屬納米粒子，形成金屬納米粒子層。

實施例2

如圖2，一種高發光效率的GaN基LED芯片，主要由異質襯底層1、n-GaN層2、量子阱層3、p-GaN層4和金屬納米粒層5組成；異質襯底層1上為n-GaN層2，n-GaN層2上為量子阱層3，量子阱層3上為由p-GaN層4，金屬納米粒子層5嵌入p-GaN層4中，n-GaN層2、量子阱層3和p-GaN層4構成核心芯片7，核心芯片7位于異質襯底層1上。其具體制作步驟如下：

步驟1：采用金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)方法在異質襯底層上依次生長25nm厚的n-GaN層，3nm厚的單層量子阱層，10nm厚的p-GaN層，形成GaN外延片，其中所述異質襯底為藍寶石，硅，碳化硅或金屬；

步驟2：將GaN外延片放入PECVD，在p-GaN層之上沉積一層50nm-100nm金屬納米粒子，形成金屬納米粒子層；

步驟3：將步驟2得到的片子再次使用MOCVD方法在金屬納米粒子層表面生長10nm厚的p-GaN層。

實施例3