[發(fā)明專利]一種單芯片白光發(fā)光二極管及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911044450.X
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN111048641B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李金釵;王傳家;陳航洋;盧詩強;黃凱;康俊勇
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: H01L33/32
• 分類號: H01L33/32;H01L33/24;H01L33/06;H01L33/00;H01L33/14;H01L33/12
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;張迪

1.一種單芯片白光LED，其特征在于：包括自下而上層疊設(shè)置的襯底、緩沖層、非摻GaN層、圖形化的n型GaN層、多量子阱有源層、電子阻擋層、p型GaN層、紅光波長轉(zhuǎn)換材料、電流擴展層、n型與p型歐姆接觸電極；

所述n型GaN層進行圖形化處理，形成具有半極性面、非極性面以及極性面的六邊形孔洞陣列；

在圖形化的n型氮化鎵層的非極性面、半極性面以及極性面同時生長In_xGa_1-xN/GaN多量子阱有源層；在n型氮化鎵層的非極性面、半極性面上生長的多量子阱有源層發(fā)射藍光至綠光光譜，在n型氮化鎵層的極性面上生長的多量子阱有源層發(fā)射黃綠光光譜；所述六邊形孔洞中填充所述紅光波長轉(zhuǎn)換材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單芯片白光LED，其特征在于：所述襯底包括但不限于藍寶石或單晶硅或碳化硅或氮化鋁。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單芯片白光LED，其特征在于：所述緩沖層為AlN或GaN，其厚度為5nm-100nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單芯片白光LED，其特征在于：所述非摻GaN層的厚度為0.2μm-10μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單芯片白光LED，其特征在于：所述n型GaN層為Si摻雜，厚度為0.5μm-10μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種單芯片白光LED，其特征在于：所述六邊形孔洞陣列的深度為0.2μm-2.5μm，直徑為0.5μm-10μm，間距為0.5μm-50μm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單芯片白光LED，其特征在于：所述非極性面、半極性面上生長的In_xGa_1-xN/GaN多量子阱有源層為1-20個周期，其阱層和壘層的厚度分別為1-5nm和10-20nm，x值為0.15-0.35；

所述極性面上生長的In_xGa_1-xN/GaN多量子阱有源層為1-20個周期，其阱層和壘層的厚度分別為2-10nm和10-20nm，x值為0.15-0.35。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單芯片白光LED，其特征在于：所述電子阻擋層為p型AlGaN層或者p型AlGaN/GaN超晶格層，其厚度為5nm-50nm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單芯片白光LED，其特征在于：所述p型GaN層為Mg摻雜，厚度為50nm-500nm。

10.如權(quán)利要求1-9中任一所述的一種單芯片白光LED的制備方法，其特征在于，包含以下步驟：

(1)在襯底上依次生長低溫緩沖層、非摻雜GaN層、n型GaN層；

(2)在所述n型GaN層上進行圖形化處理，形成具有半極性面、非極性面以及極性面的六邊形孔洞陣列；

(3)在所述圖形化的n型GaN層上依次外延生長多量子阱有源層、電子阻擋層、p型GaN層；

(4)在步驟(3)的基礎(chǔ)上在六邊形孔洞中填充紅光波長轉(zhuǎn)換材料；

(5)在p型GaN層之上形成電流擴展層以及p型金屬電極；

(6)在n型GaN層的一側(cè)臺面之上制作n型金屬電極。