基于GaN材料的RGBY四色LED制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于GaN材料的RGBY四色LED。该LED包括：蓝色发光材料、红色发光材料、绿色发光材料及黄色发光材料、隔离层、键合层、上电极及下电极。本实用新型专利技术实施例，通过将RGBY四色发光材料集成到单一芯片上，制备工艺简单，制作成本较低，且制备出的四原色LED芯片发光效率高、集成度高体积小。

【技术实现步骤摘要】
基于GaN材料的RGBY四色LED
本技术属于半导体工艺，具体涉及一种基于GaN材料的RGBY四色LED。
技术介绍
2015年中国家电博览会中，夏普推出的RGBY四色技术一直是其独有的优势，其在之前R、G、B三原色的技术上加入了Y(黄色)像素，大大增加了液晶电视的色彩表现能力。这次夏普将RGBY技术融入到自己的4K电视产品中，不但增加了液晶电视的色彩显示范围，而且还能够让画面更加清晰。对于LED显示器来说，其同样需要通过增加Y像素来扩展其色域空间，但现有RGBYLED通过采用将红色、绿色、蓝色、黄色芯片封装在一个颗像素中以实现宽色域的色彩显示。但是，由于采用封装工艺会带来体积较大，集成度差，可靠性差等一系列问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本技术提供了一种RGBY四色LED。本技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：本技术实施例提供了一种基于GaN材料的RGBY四色LED，包括：蓝色发光材料、红色发光材料、绿色发光材料及黄色发光材料、隔离层、键合层、上电极及下电极；其中，所述蓝色发光材料、所述红色发光材料、所述绿色发光材料及所述黄色发光材料均通过所述隔离层彼此绝缘；所述键合层设置于所述蓝色发光材料、所述红色发光材料、所述绿色发光材料及所述黄色发光材料下方，且所述下电极设置于所述键合层下方，所述上电极位于所述蓝色发光材料、所述红色发光材料、所述绿色发光材料及所述黄色发光材料上方,所述蓝色发光材料包括第一InGaN/GaN多量子阱层，所述第一InGaN/GaN多量子阱层包括相互层叠设置的第一GaN量子阱层和第一InGaN量子阱层；其中，层叠周期为8～30。本技术的基于GaN材料的RGBY四色LED成本低，发光效率高、集成度高体积小。另外，本技术的垂直结构由红、绿两种颜色形成黄色发光材料，在扩展了LED的色域范围的同时进一步减低成本。附图说明图1为本技术实施例提供的一种RGBY四色LED的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种RGBY四色LED的蓝色发光材料的结构示意图；图3为本技术实施例提供的一种RGBY四色LED的第一InGaN/GaN多量子阱结构示意图；图4为本技术实施例提供的一种RGBY四色LED的红光凹槽的结构示意图；图5为本技术实施例提供的一种RGBY四色LED的红色发光材料的结构示意图；图6为本技术实施例提供的一种RGBY四色LED的GalnP/A1GaInP多量子阱结构示意图；图7为本技术实施例提供的一种RGBY四色LED的绿光凹槽的结构示意图；图8为本技术实施例提供的一种RGBY四色LED的绿色发光材料的结构示意图；图9为本专利技术实施例提供的一种第二InGaN/GaN多量子阱的结构示意图；图10为本专利技术实施例提供的一种垂直型双色LED芯片的键合层的结构示意图；图11为本专利技术实施例提供的一种RGBY四色LED的俯视截面结构示意图；图12为本专利技术实施例提供的一种RGBY四色LED的侧视截面结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术做进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。实施例一请参见图1，图1为本技术实施例提供的一种RGBY四色LED的结构示意图。该R(红)G(绿)B(蓝)Y(黄)四色LED可以应用各种显示器或者户外楼宇景观系统的显示元件中，也可以应用于特效景灯的显示元件中。具体地，该LED可以包括：蓝色发光材料、红色发光材料、绿色发光材料及黄色发光材料、隔离层、键合层、上电极及下电极；其中，所述蓝色发光材料、所述红色发光材料、所述绿色发光材料及所述黄色发光材料均通过所述隔离层彼此绝缘；所述键合层设置于所述蓝色发光材料、所述红色发光材料、所述绿色发光材料及所述黄色发光材料下方，且所述下电极设置于所述键合层下方，所述上电极位于所述蓝色发光材料、所述红色发光材料、所述绿色发光材料及所述黄色发光材料上方,所述蓝色发光材料包括第一InGaN/GaN多量子阱层，所述第一InGaN/GaN多量子阱层包括相互层叠设置的第一GaN量子阱层和第一InGaN量子阱层；其中，层叠周期为8～30。本技术实施例的基于GaN材料的RGBY四色LED成本低，发光效率高、集成度高体积小。另外，本技术的垂直结构由红、绿两种颜色形成黄色发光材料，在扩展了LED的色域范围的同时进一步减低成本。实施例二请一并参见图2至图11，图2为本技术实施例提供的一种RGBY四色LED的蓝色发光材料的结构示意图；图3为本技术实施例提供的一种RGBY四色LED的第一InGaN/GaN多量子阱结构示意图；图4为本技术实施例提供的一种RGBY四色LED的红光凹槽的结构示意图；图5为本技术实施例提供的一种RGBY四色LED的红色发光材料的结构示意图；图6为本技术实施例提供的一种RGBY四色LED的GalnP/A1GaInP多量子阱结构示意图；图7为本技术实施例提供的一种RGBY四色LED的绿光凹槽的结构示意图；图8为本技术实施例提供的一种RGBY四色LED的绿色发光材料的结构示意图；图9为本技术实施例提供的一种第二InGaN/GaN多量子阱的结构示意图；图10为本技术实施例提供的一种垂直型双色LED芯片的键合层的结构示意图；图11为本技术实施例提供的一种RGBY四色LED的俯视截面结构示意图；图12为本技术实施例提供的一种RGBY四色LED的侧视截面结构示意图。本实施例在上述实施例的基础上，重点对RGBY四色LED的制备工艺进行详细描述。具体地，该制备工艺包括如下步骤：S01：生长蓝色发光材料。S011：选取SiC衬底11，衬底11的材料可以为蓝宝石或者SiC。在衬底11上生长厚度为3000-5000nm的蓝光GaN缓冲层101，生长温度为400-600℃；优选地，生长温度为500℃，蓝光GaN缓冲层101的厚度为4000nm。S012：升温至900-1050℃，在蓝光GaN缓冲层101上生长厚度为500nm-1500nm的蓝光GaN稳定层102；优选地，蓝光GaN稳定层102的生长温度为1000℃，生长厚度为1000nm。S013：保持温度不变，在蓝光GaN稳定层102上生长200-1000nm掺Si的蓝光n型GaN层103，掺杂浓度为1×1018-5×1019cm-3；优选地，蓝光n型GaN层103的生长温度为1000℃，蓝光n型GaN层103的厚度为400nm，掺杂浓度为1×1019cm-3。S014：在蓝光n型GaN层103上生长蓝光InGaN/GaN多量子阱结构作为蓝光有源层104，其中：蓝光InGaN量子阱104b的生长温度为650-750℃，蓝光GaN势垒104a的生长温度为750-850℃；蓝光InGaN/GaN多量子阱周期为8-30，蓝光InGaN量子阱104b厚度为1.5-3.5nm，其中In的含量约为10-20％；蓝光GaN势垒104a厚度均为5-10nm；优选地，蓝光InGaN量子阱104b的生长温度为750℃，蓝光GaN势垒104a的生长温度为850℃，蓝光InGaN量子阱104b的厚度为2.8nm，蓝光GaN势垒104a的厚度为5nm，蓝光InGaN/G本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于GaN材料的RGBY四色LED，其特征在于，包括：蓝色发光材料、红色发光材料、绿色发光材料及黄色发光材料、隔离层、键合层、上电极及下电极；其中，所述蓝色发光材料、所述红色发光材料、所述绿色发光材料及所述黄色发光材料均通过所述隔离层彼此绝缘；所述键合层设置于所述蓝色发光材料、所述红色发光材料、所述绿色发光材料及所述黄色发光材料下方，且所述下电极设置于所述键合层下方，所述上电极位于所述蓝色发光材料、所述红色发光材料、所述绿色发光材料及所述黄色发光材料上方,所述蓝色发光材料包括第一InGaN/GaN多量子阱层，所述第一InGaN/GaN多量子阱层包括相互层叠设置的第一GaN量子阱层和第一InGaN量子阱层；其中，层叠周期为8～30，所述第一GaN量子阱层的厚度为5‑10nm，所述第一InGaN量子阱层的厚度为1.5‑3.5nm；所述红色发光材料包括GalnP/A1GaInP多量子阱层，所述GalnP/A1GaInP多量子阱层包括相互层叠设置的GalnP量子阱层和A1GaInP量子阱层，其中，所述GalnP量子阱层的厚度为2‑10nm，所述A1GaInP量子阱层厚度为5‑10nm；所述绿色发光材料包括第二InGaN/GaN多量子阱层，所述第二InGaN/GaN多量子阱层包括相互层叠设置的第二GaN量子阱层和第二InGaN量子阱层，其中，所述第二GaN量子阱层的厚度为5‑10nm，所述第二InGaN量子阱层的厚度为1.5‑3.5nm。...

【技术特征摘要】
1.一种基于GaN材料的RGBY四色LED，其特征在于，包括：蓝色发光材料、红色发光材料、绿色发光材料及黄色发光材料、隔离层、键合层、上电极及下电极；其中，所述蓝色发光材料、所述红色发光材料、所述绿色发光材料及所述黄色发光材料均通过所述隔离层彼此绝缘；所述键合层设置于所述蓝色发光材料、所述红色发光材料、所述绿色发光材料及所述黄色发光材料下方，且所述下电极设置于所述键合层下方，所述上电极位于所述蓝色发光材料、所述红色发光材料、所述绿色发光材料及所述黄色发光材料上方,所述蓝色发光材料包括第一InGaN/GaN多量子阱层，所述第一InGaN/GaN多量子阱层包括相互层叠设置的第一GaN量子阱层和第一InGaN量子阱层；其中，层...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹晓雪，
申请(专利权)人：西安智盛锐芯半导体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61