[發明專利]一種可發多種復合光及單色光LED芯片的制備方法

在審

• 申請號: 201710065573.6
• 申請日: 2017-02-06
• 公開（公告）號: CN106784215A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 侯想
• 申請（專利權）人: 福建中晶科技有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/08;H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及LED芯片技術領域，尤其涉及一種可發多種復合光及單色光LED芯片的制備方法。

背景技術

目前，LED行業相對成熟，都是通過生長發光材料形成單PN，利用PN在電流注入復合過程中發光，波長從300nm左右的紫外光到波長610nm左右的紅光，都已經有成熟的技術進行生產，但一直沒有LED芯片可以產生兩種及兩種以上的波長LED芯片，究其原因就在于LED芯片的發光層一旦生長完畢后，LED芯片的發光材料的禁帶寬度就已經確定，禁帶寬度絕對波長，所以一般一顆LED芯片一般只能發出一種光；縱使市場有多個波長LED芯片同時發光或者間隔發光的需求，也是將不同波長的LED芯片在封裝的過程中通過打焊互聯實現或者是通過激發其他材料發光方式實現，如藍光封白光就是通過激發熒光粉產生綠色和紅色光，最終產生白光。由于單顆芯片的顏色只能是一種，顏色單一，所以多種芯片組合使用，會使芯片成本翻倍；現有技術中，在白光通過封裝制作白光中，激發紅光效率較低，在實際應用過程中，往往為了提高顯色指數就意味著犧牲光效，且各波長光的占比百分比不容易控制；而藍光封白光工作中，一旦封裝完成，色溫固定，不可調芯片工作電流增大，光效也慢慢下降?；谏鲜鲫愂觯景l明提出了一種可發多種復合光及單色光LED芯片的制備方法。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種可發多種復合光及單色光LED芯片的制備方法。

一種可發多種復合光及單色光LED芯片的制備方法，包括以下步驟：

S1、NP-PN外延結構的生長；

S11、將圖形化藍寶石襯底放入外延生長爐MOCVD中，采用有緩沖buffer層的外延程序生長，生長采用氫氣作為載氣，使用Ga源、In源、N源和P型摻雜劑、N型摻雜劑，襯底在反應室內經過高溫熱處理去除表面雜質；

S12、采用二步法生長，先生長一層10～50nm的低溫GaN緩沖層buffer，然后升溫生長4μm的N型GaN材料。 LED結構的樣品在此基礎上繼續生長由1～100個周期InxGa1-xN/GaN構成的有源區量子阱，其上是10～50nm的P型AlGaN電子阻擋層，最后生長400nm～550nm的P型GaN接觸層；

S13、繼續在步驟S2中的結構上面生長10～50nm的P型AlGaN電子阻擋層，然后生長1～100個周期的GaN/InyGa1-yN構成的有源區，最后生長200nm～400nm的N型GaN接觸層；

S2、芯片制程；

S21、完成步驟S1中的外延生長后，分別通過mesa-1光刻、mesa-1刻蝕和通過mesa-2光刻、mesa-2刻蝕，然后通過NP光刻、鍍金屬Ni/Cu后，剝離清洗，最后在芯片表面沉積一層SiO₂保護層，去除電極表面的SiO₂，成為成品芯片。

優選的，所述步驟S11中的圖形化藍寶石襯底可以替換為SiC襯底或Si襯底。

優選的，所述步驟S11中的Ga源、In源、N源分別為三甲基鎵、三甲基銦和氨氣。

優選的，所述步驟S11中的P型摻雜劑、N型摻雜劑分別是二茂鎂和硅烷。

優選的，所述步驟S1中的外延結構可以替換制成PN-NP結構或NP-PN-NP，并且后面每增加一層外延結構，發光層增加一層。

本發明本發明制作的單顆芯片里面有多個PN節，且不同PN節可以獨立發光，從而使得單顆芯片可以發出多種波長的光，使芯片的顏色更加豐富，并且通過將工作電流平分到不同的PN節上，導致單PN電流密度下降，芯片光效大大提高，有效的解決了傳統不同波長芯片組合過程中，采購芯片數量增加導致的成本過高；本發明可以通過改變不同PN工作電流來改變不同波長的占比情況，后期應用靈活便捷，并且像素得到了大大的提高，使用的過程中無需封裝相關工序，降低了成本，本發明提高了MOCVD的利用率，降低了成本，在PN節結構中，只需增加20%的MOCVD時間及芯片成本，就能產生雙倍芯片亮度的效果，應用前景廣闊。

附圖說明

圖1為本發明提出的一種可發多種復合光及單色光LED芯片的制備方法中，步驟S12中生長形成的外延結構示意圖。

圖2為本發明提出的一種可發多種復合光及單色光LED芯片的制備方法中，步驟S13中生長形成的外延結構示意圖。

圖3為本發明提出的一種可發多種復合光及單色光LED芯片的制備方法中，步驟S21中通過mesa-1光刻、mesa-1刻蝕形成的結構示意圖。