[發明專利]一種制備基于鋁酸鋰襯底單芯片白光LED的方法及其結構

在審

• 申請號: 201710759420.1
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107331743A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 鄒軍;徐一超;石明明;李楊;楊波波;李文博;吳文娟;房永征
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學;浙江億米光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/08;H01L33/06;H01L33/32
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 胡晶

1.一種制備基于鋁酸鋰襯底單芯片白光LED的方法，制備裝置包括飛秒激光器、鋁酸鋰襯底、聚焦透鏡以及計算機可控的移動平臺，該方法包括以下步驟：

a.飛秒激光器發射出的激光經過聚焦透鏡聚焦后在鋁酸鋰襯底上進行刻蝕，再通過計算機自動控制鋁酸鋰襯底按照預定的方向移動使之刻出所要的形狀；其中，刻蝕后的凹槽的寬度為35-40μm；刻蝕后的凹槽間的距離為245-255μm；

b.采用金屬有機化學氣相沉淀法在激光刻蝕后的鋁酸鋰襯底上生長外延層，得到InGaN/GaN基LED；其中，其從激光刻蝕后的鋁酸鋰襯底向上，整個覆蓋有GaN緩沖層，然后依次向上的各層包括：N型GaN層、多周期的InGaN/GaN量子阱層、電子屏蔽層和P型GaN層。

2.根據權利要求1所述的一種制備基于鋁酸鋰襯底單芯片白光LED的方法，其特征在于，所述步驟a中，在所述鋁酸鋰襯底上刻蝕四個區域，各個區域刻蝕深度按要求設計成不同深度，單獨的區域內通過激光刻蝕出具有相同寬度和深度的凹槽陣列,且凹槽之間的距離相同；其中，每個區域發射不同波長的光，四個區域的光復合產生白色光。

3.根據權利要求1所述的一種制備基于鋁酸鋰襯底單芯片白光LED的方法，其特征在于，所述InGaN/GaN量子阱層由GaN層和InGaN層相互交替疊加形成，且InGaN/GaN量子阱層為5至7層。

4.根據權利要求1所述的一種制備基于鋁酸鋰襯底單芯片白光LED的方法，其特征在于，N型GaN層的厚度控制在2-5μm之間，P型GaN層的厚度控制在68-75nm之間；電子屏蔽層的厚度控制在25-30nm之間；緩沖層的材質為GaN，厚度控制在28-35nm之間。

5.根據權利要求4所述的一種制備基于鋁酸鋰襯底單芯片白光LED的方法，其中，N型GaN層的厚度為2μm，P型GaN層的厚度為70nm；電子屏蔽層的厚度為25nm；緩沖層的材質為GaN，厚度為30nm；刻蝕后的凹槽的寬度為37μm；刻蝕后的凹槽間的距離為250μm。

6.根據權利要求1所述的一種制備基于鋁酸鋰襯底單芯片白光LED的方法，其特征在于，所述P型GaN層上設置有P電極，GaN緩沖層上設置有N電極。

7.一種基于鋁酸鋰襯底的單芯片白光LED，其特征在于，所述LED包括利用飛秒激光進行刻蝕的鋁酸鋰襯底，所述鋁酸鋰襯底按照預定圖形進行刻蝕；其中，刻蝕后的凹槽的寬度為35-40μm；刻蝕后的凹槽間的距離為245-255μm；激光刻蝕后的所述鋁酸鋰襯底上生長有外延層，得到InGaN/GaN基LED；其中，其從激光刻蝕后的鋁酸鋰襯底向上，整個覆蓋有GaN緩沖層，然后依次向上的各層包括：N型GaN層、多周期的InGaN/GaN量子阱層、電子屏蔽層和P型GaN層，其中，所述P型GaN層上設置有P電極，GaN緩沖層上設置有N電極。

8.根據權利要求7所述的一種基于鋁酸鋰襯底的單芯片白光LED，其特征在于，所述鋁酸鋰襯底上設置有四個不同區域，各個區域刻蝕深度按要求設計成不同深度，單獨的區域內通過激光刻蝕出具有相同寬度和深度的凹槽陣列,且所述凹槽之間的距離相同；其中，每個區域可發射不同波長的光，四個區域的光復合產生白色光。

9.根據權利要求7所述的一種基于鋁酸鋰襯底的單芯片白光LED，其特征在于，所述InGaN/GaN量子阱層由GaN層和InGaN層相互交替疊加形成，且所述InGaN/GaN量子阱層為5至7層。

10.根據權利要求7所述的一種基于鋁酸鋰襯底的單芯片白光LED，其中，N型GaN層的厚度為2-5μm，P型GaN層的厚度為68-75nm；電子屏蔽層的厚度為25-30nm；緩沖層的材質為GaN，厚度為28-35nm。

11.根據權利要求10所述的一種基于鋁酸鋰襯底的單芯片白光LED，其中，N型GaN層的厚度為2μm，P型GaN層的厚度為70nm；電子屏蔽層的厚度為25nm；緩沖層的材質為GaN，厚度為30nm；刻蝕后的凹槽的寬度為37μm；刻蝕后的凹槽間的距離為250μm。