[實用新型]一種半導體發(fā)光器件

有效

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• 申請日: 2019-08-21
• 公開（公告）號: CN210092086U
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設計）人: 戴俊;李志聰;王國宏
• 申請（專利權）人: 揚州中科半導體照明有限公司
• 主分類號: H01L27/15
• 分類號: H01L27/15;H01L27/32;H01L33/00;H01L33/08;H01L51/56
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 江平

一種半導體發(fā)光器件，屬于半導體光電技術領域，在襯底上順序設置緩沖層、非故意摻雜GaN層和n型摻雜GaN層，在n型摻雜GaN層上分別設置n型電極、絕緣介質掩膜層、藍光LED發(fā)光結構層、綠光LED發(fā)光結構層和紅光OLED發(fā)光結構層，在藍光LED發(fā)光結構層、綠光LED發(fā)光結構層和紅光OLED發(fā)光結構層表面分別設置p型電極；藍光LED發(fā)光結構層、綠光LED發(fā)光結構層和紅光OLED發(fā)光結構層間隔地分布在絕緣介質掩膜層之間。本實用新型改善了GaN基藍綠光LED與GaAs基紅光LED材料體系難以兼容的問題，提高了Micro LED全彩顯示技術中巨量轉移的效率，降低了終端產品制作的復雜度。

技術領域

本實用新型屬于半導體光電技術領域，特別是半導體發(fā)光器件的生產技術。

背景技術

Micro LED作為下一代顯示技術，具有廣闊的市場前景，在業(yè)界得到廣泛關注。由于Micro LED全彩顯示需要在一塊屏幕上集成高密度微小尺寸的紅、綠、藍三基色LED芯片陣列，因此紅、綠、藍三基色LED芯片的分次巨量轉移技術成為制約其發(fā)展的主要技術瓶頸。如果能將紅、綠、藍三基色LED芯片制作成芯片級別的集成發(fā)光單元，則可以提高巨量轉移的效率，降低終端產品制作的復雜度。對于紅、綠、藍三基色LED芯片，一般藍光和綠光LED是在藍寶石襯底上外延InGaN材料來完成，而紅光LED則是在砷化鎵襯底上外延AlInGaP材料來完成，由于這兩種材料體系之間存在較大的晶格失配和熱失配，因此基本上很難在同一材料基板上同時完成藍光、綠光和紅光的LED芯片結構。

另一方面，由于OLED主要是有機高分子材料，而藍光波長短，能量相對較高，容易引起有機材料的衰變，導致藍光OLED材料穩(wěn)定性差，壽命短。藍光壽命問題是其無法回避的一個短板，成為OLED技術中的瓶頸。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種結構簡單、方便生產的具有紅、綠、藍三基色MicroLED發(fā)光單元的半導體發(fā)光器件。

本實用新型技術方案是：在襯底上順序設置緩沖層、非故意摻雜GaN層和n型摻雜GaN層，在n型摻雜GaN層上分別設置n型電極、絕緣介質掩膜層、藍光LED發(fā)光結構層、綠光LED發(fā)光結構層和紅光OLED發(fā)光結構層，在所述藍光LED發(fā)光結構層、綠光LED發(fā)光結構層和紅光OLED發(fā)光結構層表面分別設置p型電極；特點是：所述藍光LED發(fā)光結構層、綠光LED發(fā)光結構層和紅光OLED發(fā)光結構層間隔地分布在絕緣介質掩膜層之間；所述藍光LED發(fā)光結構層自下而上包括：InGaN/GaN藍光多量子阱有源層、電子阻擋層、p型摻雜GaN層和透明導電層；所述綠光LED發(fā)光結構層自下而上包括：InGaN/GaN綠光多量子阱有源層、電子阻擋層、p型摻雜GaN層和透明導電層；所述紅光OLED發(fā)光結構層自下而上包括：第一透明導電層、電子傳輸層、紅光有機發(fā)光層、空穴傳輸層和第二透明導電層。

以上簡單的結構使藍光LED發(fā)光結構層、綠光LED發(fā)光結構層和紅光OLED發(fā)光結構層橫向淀積于所述n型摻雜GaN層之上，并通過n型摻雜GaN層連接，將無機GaN基藍光和綠光LED與有機紅光OLED技術集成，制作成紅、綠、藍三基色Micro LED發(fā)光單元，充分利用無機GaN基LED和有機OLED各自的發(fā)光性能優(yōu)勢，改善GaN基藍綠光LED與GaAs基紅光LED材料體系難以兼容的問題，并通過芯片級別的紅、綠、藍三基色單元像素的集成，提高Micro LED全彩顯示技術中巨量轉移的效率，降低終端產品制作的復雜度。

進一步地，所述藍光LED發(fā)光結構層的寬度為1～100μm；所述綠光LED發(fā)光結構層的寬度為1～100μm；所述紅光OLED發(fā)光結構層的寬度為1～100μm。可以通過改變藍光LED發(fā)光結構層、綠光LED發(fā)光結構層和紅光OLED發(fā)光結構層各自的寬度來控制半導體發(fā)光器件的光譜配比與分布。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種半導體發(fā)光器件的結構示意圖。

圖2是生長完藍光LED發(fā)光結構層后的結構示意圖。