[發明專利]基于GaN材料的垂直結構四色LED芯片

在審

• 申請號: 201711383220.7
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108133991A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 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: H01L33/08
• 分類號: H01L33/08;H01L33/32;H01L33/46
• 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材料的垂直結構四色LED芯片，包括：導電襯底11、反光層12、第一電極13、藍光外延層14、紅光外延層15、綠光外延層16、黃光外延層17、隔離層18、第二電極19及鈍化層19；其中，反光層12設置于導電襯底11上；第一電極13設置于反光層12上；藍光外延層14、紅光外延層15、綠光外延層16及黃光外延層17均設置于第一電極13上；隔離層18，設置于第一電極13上以使藍光外延層14、紅光外延層15、綠光外延層16及黃光外延層17之間相互隔離；第二電極18分別設置于藍光外延層14、紅光外延層15、綠光外延層16及黃光外延層17上。本發明提供的基于GaN材料的垂直結構四色LED芯片，在單芯片上能產生多種顏色的光，從而減少了后期封裝時熒光粉的用量。

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材料的垂直結構四色LED芯片。

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材料的垂直結構四色LED芯片。該LED芯片10包括：導電襯底11、反光層12、第一電極13、藍光外延層14、紅光外延層15、綠光外延層16、、黃光外延層17、隔離層18、第二電極19及鈍化層19；其中，

所述反光層12設置于所述導電襯底11上；

所述第一電極13設置于所述反光層12上；

所述藍光外延層14、紅光外延層15、綠光外延層16及所述黃光外延層17均設置于所述第一電極13上；

隔離層18，設置于所述第一電極13上以使所述藍光外延層14、紅光外延層15、綠光外延層16及黃光外延層17之間相互隔離；

所述第二電極18分別設置于所述藍光外延層14、紅光外延層15、綠光外延層16及黃光外延層17上；

所述鈍化層19覆蓋于所述藍光外延層14、紅光外延層15、綠光外延層16、黃光外延層17及所述隔離層18上。

在本發明的一個實施例中，所述藍光外延層14包括：第一緩沖層141、第一穩定層142、第一過渡層143、第一有源層144、第一阻擋層145及第一接觸層146；其中，

所述第一接觸層146、所述第一阻擋層145、所述第一有源層144、所述第一過渡層143、所述第一穩定層142及所述第一緩沖層141依次層疊于所述第一電極13上表面第一指定區域。

在本發明的一個實施例中，所述第一有源層144為由第一InGaN量子阱1441和第一GaN勢壘1442形成的第一多重結構；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，所述紅光外延層15包括：第二緩沖層151、第二穩定層152、第二過渡層153、第二有源層154、第二阻擋層155及第二接觸層156；其中，

所述第二接觸層156、所述第二阻擋層155、所述第二有源層154、所述第二過渡層153、所述第二穩定層152及所述第二緩沖層151依次層疊于所述第一電極13上表面第二指定區域。