[發明專利]基于GaN材料的垂直結構LED光源制備方法、LED芯片及LED燈

在審

• 申請號: 201711382810.8
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108133996A
• 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;H01L33/44;H01L33/06;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GaN材料的垂直結構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)上制備藍光發光組件，其中，所述藍光發光組件包括GaN材料；

對所述藍光發光組件進行選擇性刻蝕以形成紅光燈芯槽；

在所述紅光燈芯槽中制備紅光發光組件；

在所述藍光發光組件和所述紅光發光組件表面制備反光金屬層和公共陽極；

對所述襯底(11)做減薄處理并分別在所述藍光發光組件和所述紅光發光組件上制備藍光陰極和紅光陰極，以完成基于GaN材料的垂直結構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)上制備藍光發光組件，包括：

在所述襯底(11)上制備第一GaN緩沖層(101)；

在所述第一GaN緩沖層(101)上制備GaN穩定層(102)；

在所述GaN穩定層(102)上制備n型GaN層(103)；

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

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

在所述p型AlGaN阻擋層(105)上制備p型GaN層(106)，以完成藍光發光組件的制備。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，對所述藍光發光組件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發光組件，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)用于隔離所述藍光發光組件與所述紅光發光組件。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，在所述紅光燈芯槽中制備紅光發光組件，包括：

在所述紅光燈芯槽中制備厚度為2000～3000納米的第二GaN緩沖層(401)；

在所述第二GaN緩沖層(401)上制備厚度為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)上制備厚度為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)上制備GalnP/A1GaInP多量子阱有源層(404)；

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

在所述p型A1GaInP阻擋層(405)上制備厚度為100～500納米、摻雜濃度為1×10¹⁷～1×10¹⁹cm^-3的p型GaAs接觸層(406)，以完成紅光發光組件的制備。