[發明專利]基于GaN材料的垂直結構雙色LED及其制備方法

在審

• 申請號: 201711382279.4
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108123013A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 冉文方
• 申請（專利權）人: 西安智盛銳芯半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/06;H01L33/08;H01L33/46;H01L33/36;H01L33/64
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 黃晶晶

本發明涉及一種基于GaN材料的垂直結構雙色LED及其制備方法，該制備方法包括：(a)選取藍寶石襯底；(b)在所述藍寶石襯底上制作藍光外延層；(c)在所述藍光外延層中制作黃光外延層；(d)在所述藍光外延層與所述黃光外延層上表面制作反光層；(e)在所述反光層表面鍵合導電襯底作為第一電極；(f)去除所述藍寶石襯底，在所述藍光外延層與所述黃光外延層下表面分別制作第二電極與第三電極。本發明提供的基于GaN材料的垂直結構雙色LED，可以在單芯片能產生多種顏色的光，熒光粉的用量較少；此外，該制備工藝相對簡單，可行性高。

技術領域

本發明涉及半導體器件設計及制造領域，特別涉及一種基于GaN材料的垂直結構雙色LED及其制備方法。

背景技術

由于具有發光效率高、耗電量小、使用壽命長及工作溫度低等特點，LED越來越普遍地用在照明領域。LED是通過發光芯片配合熒光粉發出用戶需要的各種顏色的光。

現有技術中，每個單獨發光芯片只能發出單色的光，若需合成其他顏色的光就需要將不同顏色的發光芯片混合在一起，并填充大量的熒光粉，這樣就存在可靠性差、封裝難度大的問題。此外，由于熒光粉膠層中存在大量離散分布的熒光粉顆粒，光線入射到熒光粉膠層中會出現強烈的散射現象。這種散射一方面強化了熒光粉膠層對光線的吸收作用，另一方面也導致大量光線被反射，即透射過熒光粉層的光線會顯著減少。

因此，如何設計出一種新型的LED芯片就變得極其重要。

發明內容

為解決現有技術存在的技術缺陷和不足，本發明提出一種基于GaN材料的垂直結構雙色LED。

本發明的一個實施例提供了一種基于GaN材料的垂直結構雙色LED的制備方法，包括：

(a)選取藍寶石襯底；

(b)在所述藍寶石襯底上制作藍光外延層；

(c)在所述藍光外延層中制作黃光外延層；

(d)在所述藍光外延層與所述黃光外延層上表面制作反光層；

(e)在所述反光層表面鍵合導電襯底作為第一電極；

(f)去除所述藍寶石襯底，在所述藍光外延層與所述黃光外延層下表面分別制作第二電極與第三電極。

在本發明的一個實施例中，步驟(b)包括：

(b1)在所述藍寶石襯底上生長第一GaN緩沖層；

(b2)在所述第一GaN緩沖層上生長第一GaN穩定層；

(b3)在所述第一GaN穩定層上生長第一n型GaN層；

(b4)在所述第一n型GaN層上生長第一有源層；

(b5)在所述第一多量子阱層上生長第一AlGaN阻擋層；

(b6)在所述第一AlGaN阻擋層上生長第一p型GaN層，以完成所述藍光外延層的制備。

在本發明的一個實施例中，所述第一有源層為第一InGaN量子阱/第一GaN勢壘多重結構；其中，所述第一InGaN量子阱中In含量為10～20％。

在本發明的一個實施例中，步驟(c)包括：

(c1)在指定區域依次刻蝕所述第一p型GaN層、所述第一AlGaN阻擋層、所述第一有源層、所述第一n型GaN層、所述第一GaN穩定層及所述第一GaN緩沖層，在所述藍光外延層中形成黃光燈芯槽；

(c2)在所述黃光燈芯槽中生長第二GaN緩沖層；

(c3)在所述第二GaN緩沖層上生長第二GaN穩定層；