[發明專利]基于藍光材料和紅光材料的LED光源制備方法及LED芯片

在審

• 申請號: 201711382787.2
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108133995A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 左瑜
• 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: H01L33/32
• 分類號: H01L33/32;H01L33/20;H01L33/06;H01L33/44;H01L33/00
• 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

1.一種基于藍光材料和紅光材料的LED光源制備方法，其特征在于，包括：

選擇藍寶石作為襯底(11)；

在所述襯底(11)上生長藍光材料；

對所述藍光材料進行選擇性刻蝕以形成紅光燈芯槽；

在所述紅光燈芯槽中生長紅光材料；

分別在所述藍光材料和所述紅光材料上制備電極，以完成基于藍光材料和紅光材料的LED光源的制備。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述襯底(11)上生長藍光材料，包括：

在所述襯底(11)上生長第一GaN緩沖層(101)；

在所述第一GaN緩沖層(101)上生長GaN穩定層(102)；

在所述GaN穩定層(102)上生長n型GaN層(103)；

在所述n型GaN層(103)上生長InGaN/GaN多量子阱有源層(104)；

在所述InGaN/GaN多量子阱有源層(104)上生長p型AlGaN阻擋層(105)；

在所述p型AlGaN阻擋層(105)上生長p型GaN層(106)，以完成藍光材料的制備。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述InGaN/GaN多量子阱有源層(104)包括多個GaN勢壘層(104a)和多個InGaN量子阱層(104b)，其中，所述GaN勢壘層(104a)和所述InGaN量子阱層(104b)交替排布，并且，每個所述InGaN量子阱層(104b)的厚度為1.5-3.5納米，In的含量為10-20％；每個所述GaN勢壘層(104a)厚度為5-10納米。

4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，對所述藍光材料進行選擇性刻蝕以形成紅光燈芯槽，包括：

采用PECVD工藝在所述p型GaN層(106)上淀積厚度為300-800納米的第一SiO₂層；

采用濕法刻蝕工藝在所述第一SiO₂層上特定位置處刻蝕至少一個矩形窗口；所述矩形窗口的長度或寬度均大于50微米且小于300微米；

在所述矩形窗口范圍內沿著與所述襯底(11)垂直的方向采用干法刻蝕工藝持續刻蝕所述藍光材料，直至刻蝕至所述襯底(11)的上表面處以形成第一凹槽；去除所述第一SiO₂層；

在所述p型GaN層(106)上表面、所述襯底(11)的上表面及所述第一凹槽的側壁沉淀厚度為20-100納米的第二SiO₂層；

采用干法刻蝕工藝刻蝕所述p型GaN層(106)上表面及所述襯底(11)的上表面的第二SiO₂層以在所述第一凹槽的側壁形成SiO₂隔離壁(12)，所述SiO₂隔離壁(12)用于隔離所述藍光材料與所述紅光材料。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，在所述紅光燈芯槽中生長紅光材料，包括：

在所述紅光燈芯槽中生長厚度為2000-3000納米的第二GaN緩沖層(401)；

在所述第二GaN緩沖層(401)上生長厚度為1000-2000納米、摻雜濃度為1×10¹⁷-1×10¹⁸cm^-3的n型GaAs緩沖層(402)；

在所述GaAs緩沖層(402)上生長厚度為500-1000納米、摻雜濃度為1×10¹⁸-5×10¹⁹cm^-3的n型GaAs穩定層(403)；

在所述GaAs穩定層(403)上生長GalnP/A1GaInP多量子阱有源層(404)；

在所述GalnP/A1GaInP多量子阱有源層(404)上生長p型A1GaInP阻擋層(405)；

在所述p型A1GaInP阻擋層(405)上生長厚度為100-500納米、摻雜濃度為1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3的p型GaAs接觸層(406)，以完成紅光材料的制備。