[發明專利]一種新型白光LED器件的制備方法

在審

• 申請號: 201910149693.3
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN109962131A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 劉舸;王優;田青;周玲;孫光東;魏曉慧
• 申請（專利權）人: 惠州學院
• 主分類號: H01L33/02
• 分類號: H01L33/02;H01L33/18;H01L33/32;H01L33/00;C30B29/40;C30B23/00
• 代理公司: 惠州創聯專利代理事務所(普通合伙) 44382
• 代理人: 韓淑英

本發明涉及一種新型白光LED器件的制備方法，包括以下步驟：制備AlN晶體材料；對AlN晶體材料進行切割、打磨和拋光，制成表面平整的AlN薄片；對制成的AlN薄片進行清洗，清洗后對其進行烘烤以除去表面的水氣與溶劑殘留物；在AlN薄片上圖形化電極并蒸鍍金屬電極；最后再進行氮氣氛下的退火處理，制成新型白光LED器件。本發明直接采用氣相傳輸法制備的AlN晶體材料作為功能材料，在晶體上制備電極后直接通電發光。該方法實現單一材料的白光輸出，無需熒光粉的二次轉換，因此器件結構更加簡單緊湊，單晶狀態的AlN功能層也能承載更大的功率密度。由于利用寬禁帶半導體AlN材料禁帶內的缺陷發光，使器件的發射光譜十分豐富，可覆蓋整個可見光區域，且光色品質出色。

技術領域

本發明涉及LED發光元器件制造領域，具體而言，涉及一種新型白光LED器件的制備方法。

背景技術

隨著人們對環境的日益重視，節能環保這一新興概念也在LED(Light EmittingDiode，發光二極管)行業開始升溫。而以GaN(氮化鎵)基LED為基礎器件的白光LED技術也得到了迅猛發展。以GaN藍光LED芯片作為激發源的白光LED單燈光源效率已達到130流明/瓦以上，遠遠超過了普通節能燈的光效，LED技術已開始全面進入通用照明市場。隨著GaN基LED應用范圍的進一步擴大，對LED器件發光效率的要求也越來越高，各種新的半導體材料、新的芯片制作工藝、新的器件結構不斷推陳出新，以滿足光源市場對LED光源的各種需求。

目前，傳統的GaN基LED白光光源的主要發光機理是用藍光或紫外LED激發熒光粉混合形成白光。該方法的主要缺陷在于GaN基外延膜的生長工藝復雜，設備昂貴，同時，熒光粉的使用也限制了器件的性能。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種直接采用AlN晶體材料作為功能材料，在晶體上制備電極后通電發光新型白光LED器件的制備方法，包括以下步驟：

一種新型白光LED器件的制備方法，包括以下步驟：

制備AlN晶體材料；

對AlN晶體材料進行切割、打磨和拋光，制成表面平整的AlN薄片；

對制成的AlN薄片進行清洗，清洗后對其進行烘烤以除去表面的水氣與溶劑殘留物；

在AlN薄片上圖形化電極并蒸鍍金屬電極；

最后再進行氮氣氛下的退火處理，制成新型白光LED器件。

進一步的，所述AlN晶體材料通過物理氣相傳輸法制備。

進一步的，所述AlN晶體材料為鉛鋅礦結構的塊狀材料。

進一步的，制備AlN晶體材料在單一的氮氣保護下進行。

進一步的，清洗時依次在丙酮、酒精、去離子水中進行超聲清洗。

進一步的，圖形化電極時，電極位于AlN薄片同側的表面。

進一步的，所述AlN薄片的厚度為0.4mm~0.6mm。

進一步的，所述金屬電極的材料選自鉑、銅、鋁、銦、鎳以及鉻。

一種白光LED器件，包括：作為單一發光材料的AlN薄片，其厚度為0.4mm~0.6mm且表面平整；以及直接形成在所述AlN薄片的其中一個平整的表面上的至少兩個電極。

本發明提供了新型白光LED器件的制備方法，直接采用氣相傳輸法制備的AlN晶體材料作為功能材料，在晶體上制備電極后直接通電發光。該方法實現單一材料的白光輸出，無需熒光粉的二次轉換，因此器件結構更加簡單緊湊，單晶狀態的AlN功能層也能承載更大的功率密度。由于利用寬禁帶半導體AlN材料禁帶內的缺陷發光，豐富的缺陷能級導致器件的發射光譜十分豐富，能完全覆蓋整個可見光區域，光色品質也非常出色。本發明制備簡單，工藝成本低。