[發(fā)明專利]一種單芯片白光LED的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010106714.6
• 申請(qǐng)日: 2020-02-21
• 公開（公告）號(hào): CN111312867A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 苗振林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湘能華磊光電股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/00
• 分類號(hào): H01L33/00;H01L33/32;H01L27/15
• 代理公司: 北京晟睿智杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11603
• 代理人: 于淼

本申請(qǐng)公開了一種單芯片白光LED的制備方法，包括：在襯底上刻蝕對(duì)位光刻標(biāo)記點(diǎn)；依次生長(zhǎng)GaN或AlN成核層、非故意摻雜GaN緩沖層和摻Si的n型GaN層；生長(zhǎng)不同發(fā)光波長(zhǎng)的有源區(qū)發(fā)光層；生長(zhǎng)p型GaN層得到多區(qū)域不同發(fā)光波長(zhǎng)的LED外延片；利用光刻工藝把芯片加工中的透明導(dǎo)電膜制備、芯片臺(tái)面刻蝕、單胞深槽刻蝕、側(cè)壁鈍化和單胞間電極蒸鍍布線的光刻版，與上述的光刻版形成的對(duì)位標(biāo)記進(jìn)行套刻；保證設(shè)計(jì)的不同發(fā)光波長(zhǎng)的有源區(qū)和芯片中的單胞對(duì)應(yīng)，并根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的單胞間的串并聯(lián)關(guān)系，通過蒸鍍薄膜金屬電極材料并在不同單胞間布線，將不同的所述單胞互連。本申請(qǐng)可以簡(jiǎn)化直接得到單芯片白光LED照明芯片。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及LED制備的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種單芯片白光LED的制備方法。

背景技術(shù)

GaN是制備LED的材料，GaN是寬禁帶半導(dǎo)體材料，其三元合金In_xGa_1-xN的禁帶寬度從0.7eV到3.4eV，相應(yīng)的帶間躍遷發(fā)射光譜覆蓋從紅外到紫外的范圍。由于LED照明產(chǎn)品相比原來的照明產(chǎn)品具有高效節(jié)能、綠色環(huán)保、壽命長(zhǎng)的突出優(yōu)勢(shì)，目前已大量代替?zhèn)鹘y(tǒng)的白熾燈和熒光燈等傳統(tǒng)照明產(chǎn)品，GaN基LED的發(fā)明也被譽(yù)為照明領(lǐng)域的一次革命。GaN基LED照明芯片具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，如室內(nèi)外普通照明、景觀照明、背光、顯示、汽車照明以及植物照明等，實(shí)際應(yīng)用中需要多種顏色的光源，相應(yīng)需要各種發(fā)光波長(zhǎng)的照明芯片。目前市場(chǎng)上半導(dǎo)體LED白光普通照明就是依靠GaN基藍(lán)光LED加上黃色熒光粉得到白光。

GaN基LED芯片主要是利用MOCVD設(shè)備生長(zhǎng)外延材料，之后加工成LED芯片。LED的發(fā)光波長(zhǎng)是由外延生長(zhǎng)的發(fā)光區(qū)的材料及結(jié)構(gòu)決定的，傳統(tǒng)的LED外延片在一次外延生長(zhǎng)過程制備的材料片內(nèi)是均一的，由此外延片制備出的芯片的發(fā)光波長(zhǎng)都是一致的，利用此外延片只可以得到發(fā)射單色光的LED芯片。

為了得到普通照明應(yīng)用的白色發(fā)光光源，傳統(tǒng)工藝需要先制造出藍(lán)光LED芯片并在封裝工藝中加上黃光熒光粉得到白光，或利用藍(lán)、綠、紅光LED芯片封裝在一起形成白光。這種方式增加了芯片封裝和應(yīng)用上的工藝步驟，也就增加了工藝流程和成本?，F(xiàn)有量產(chǎn)技術(shù)中還不能實(shí)現(xiàn)直接在LED單芯片上制備出同時(shí)發(fā)射不同波長(zhǎng)的光，如藍(lán)光和黃光，或藍(lán)光、綠光和紅光，以及其他組合，也就無法通過光混合實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化的白光LED光源制備技術(shù)。

因此，如何提供一種能夠直接在LED單芯片上制備出同時(shí)發(fā)射不同波長(zhǎng)的光，混合實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化的白光LED光源制備方案是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種單芯片白光LED的制備方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中無法直接在LED單芯片上制備出同時(shí)發(fā)射不同波長(zhǎng)的光，混合實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化的白光LED光源制備方案的問題。

本發(fā)明提供一種單芯片白光LED的制備方法，包括：

在藍(lán)寶石(Al₂O₃)、碳化硅(SiC)或硅(Si)襯底上刻蝕出光刻時(shí)對(duì)版的光刻標(biāo)記點(diǎn)，得到具有第一光刻版對(duì)位標(biāo)記圖形的襯底；

在所述具有第一光刻版圖形的襯底上依次生長(zhǎng)GaN或AlN成核層、非故意摻雜GaN緩沖層和摻Si的n型GaN層；

重復(fù)沉積掩膜薄膜材料得到掩膜薄膜層，設(shè)計(jì)光刻版刻蝕去除光刻版中標(biāo)定區(qū)域的掩膜薄膜材料，露出下面的n型GaN層；再在所述光刻版中標(biāo)定區(qū)域中生長(zhǎng)不同發(fā)光波長(zhǎng)的有源區(qū)發(fā)光層，如藍(lán)光和黃光，或藍(lán)光、綠光和紅光，以及其他發(fā)光波長(zhǎng)組合；

在各個(gè)有源區(qū)發(fā)光層上生長(zhǎng)p型GaN層，得到同一外延片上多區(qū)域不同發(fā)光波長(zhǎng)混合白光的LED外延片；