一种LED双色光外延片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种LED双色光外延片及其制备方法，属于LED发光二极管领域，本发明专利技术的LED外延片为单片双色光三P\N型GaN层的LED外延片，与普通LED外延片相比本发明专利技术的LED外延片多了一种光色,并且多了一个P\N型GaN层。

【技术实现步骤摘要】
一种LED双色光外延片及其制备方法
本专利技术涉及一种LED双色光外延片及其制备方法，属于LED发光二极管领域。
技术介绍
外延片是指在一块加热至适当温度的衬底基片(主要有蓝宝石、SiC、Si等)上所生长出的特定单晶薄膜。外延片处于LED产业链中的上游环节，是半导体照明产业技术含量最高、对最终产品品质、成本控制影响最大的环节。 近年来，下游应用市场的繁荣带动我国LED产业迅猛发展，外延片市场也迎来发展良机。国内LED外延片产能快速提升，技术水平不断进步，产品已开始进入中高档次。在芯片市场供货偏紧和各地政策支持力度加大的背景下，2011年我国LED外延片产能继续扩张。在区域分布上，我国LED外延片企业主要集中在闽三角地区、环渤海湾地区和珠三角地区。 外延片是LED核心器件中的前端高技术产品，我国在这一领域的企业竞争目前仍处于“蓝海”阶段。国内外延片市场的基本格局是外资企业产品技术占据主导，本土厂商逐步崛起。为进一步完善LED产业链，“十二五”期间各级政府将继续加强对上游外延片领域基础研究的投入，中下游企业也在积极向上游拓展，国内LED外延片市场发展前景乐观。 目前外延片结构包括:衬底、缓冲层、N型GaN层、多量子阱发光层、P型GaN层依次排列，不管是用于正装的芯片制备或者倒装的芯片制备或者垂直结构的芯片制备，均由上述几层构成，一层缓冲层，一个多量子阱发光层，两个P\N型GaN层，结构单一，这么多年的研究开发，外延片从整体结构上仍然没有任何进展性突破。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的为提供一种独创性的外延片，所述的外延片为单片双色光三P\N型GaN层的LED外延片。实现在一个外延片上有两个发光层，并且是不同的两种颜色的发光层，可以提高LED发光二极管的应用，另外其具备三P\N型GaN层，可通过P\N型GaN层输入的不同电压或电流来调节整个发光二极管两种光色的混合色，以符合灯具的应用需求。 本专利技术的单片双色光三P\N型GaN层的LED外延片依次包括:衬底，及在衬底上依次生长的缓冲层、η型GaN层、有源层、ρ型GaN层、有源层、η型GaN层，或者衬底，及在衬底上依次生长的缓冲层、P型GaN层、有源层、η型GaN层、有源层、ρ型GaN层。机构图见图la、图 lb。 本专利技术的LED外延片的双色光选自红光、蓝光或绿光中两种。 本专利技术LED外延片的有源层分别选自:蓝光量子阱、绿光量子阱、红光量子阱中两种。 本专利技术的另一个专利技术目的为提供单外延片双色光三P\N型GaN层的LED外延片制备成蓝绿可调控式LED发光二极管的方法。 本专利技术LED外延片采用MOCVD设备制备，利用高纯NH3做N源、磷烷PH3做P源，高纯H2或者高纯N2或他们的混合气体做载气，三甲基镓TMGa或三乙基镓TEGa、三甲基铟TMIn和三甲基铝TMAl分别做Ga源、In源和Al源，利用硅烷SiH4、二茂镁CP2Mg分别做η型Si掺杂源和P型Mg掺杂源，具体制备方法如下:在MOCVD反应室中加热衬底，用Η2或Ν2或者Η2和Ν2的混合气体作为载气，通入三甲基镓TMGa或三乙基镓TEGa和ΝΗ3生长GaN成核层；然后利用Η2做为载气，外延生长非故意掺杂GaN层；然后外延生长η型Si掺杂的GaN层；利用Ν2做载气，三乙基镓TEGa做Ga源，以三甲基铟TEIn做In源，在η型Si掺杂的GaN层上外延生长多量子阱有源层；在量子阱层上生长Mg掺杂的P型AlGaN电子阻挡层和Mg掺杂的P型GaN层，再生长一层Mg掺杂的ρ型AlGaN电子阻挡层；利用Ν2做载气，三乙基镓TEGa做Ga源，以三甲基铟TEIn做In源，在P型Mg掺杂的GaN层上外延生长多量子阱有源层；Η2做为载气，外延生长η型Si掺杂的GaN层。 或者:在MOCVD反应室中加热衬底，用Η2或Ν2或者Η2和Ν2的混合气体作为载气，通入三甲基镓TMGa或三乙基镓TEGa和ΝΗ3生长GaN成核层；然后利用Η2做为载气，外延生长非故意掺杂GaN层；然后生长Mg掺杂的ρ型GaN层，再在ρ型GaN层上生长Mg掺杂的ρ型AlGaN电子阻挡层；利用Ν2做载气，三乙基镓TEGa做Ga源，以三甲基铟TEIn做In源，在ρ型Mg掺杂的AlGaN电子阻挡层上外延生长多量子阱有源层；Η2做为载气，在有源层上外延生长η型Si掺杂的GaN层；利用Ν2做载气，三乙基镓TEGa做Ga源，以三甲基铟TEIn做In源，在η型Si掺杂的GaN层上外延生长多量子阱有源层；在量子阱层上生长Mg掺杂的ρ型AlGaN电子阻挡层和Mg掺杂的ρ型GaN层。 本专利技术中LED外延片中，当有源层分别为蓝光量子阱、绿光量子阱中两种时，生长InGaN/GaN量子阱结构，有源层中In的组分质量分别选自20%_50%或10%_30%两种，相应波长为 410-480nm 或 480_570nm。 本专利技术中LED外延片中，当有源层其中一层为红光量子阱时，进一步加入三甲基铝TEAl做Al源和磷烷PH3生长ALGAINP量子阱有源层，控制In组分质量为30_60%，发光波长为 620-760nm。 本专利技术的另一个专利技术目的为提供一种双光色、三电极的LED芯片。所述的LED芯片依次包括:衬底、缓冲层、P\N型GaN层、P\N电极、有源层、P\N型GaN层、P\N电极、有源层、P\N型GaN层、P\N电极。结构图如图2a、图2b所示。 本专利技术所述的双光色、三电极的LED芯片，其中三层P\N型GaN层分别为一层P型GaN层，两层N型GaN层或一层N型GaN层，两层P型GaN层，对应三个电极为一个P电极，两个N电极,或者一个N电极,两个P电极。 本专利技术所述的单外延片双色光三P\N型GaN层的LED外延片制备成蓝绿可调控式LED发光二极管的方法，通过对LED发光二级管中电流的控制实现蓝绿两光的控制，双N型GaN层上分别做N1、N2电极，ρ型GaN层上做P电极，N1至P极、N2至P极的电流分别为I1'12，11、12在0到5八范围内调节，利用Ip 12不同电流的配比，实现对双色光的调节。当I1=OA时，OA < I2≤ 5Α时，蓝绿可调控式LED发光二极管完全发绿光；当I2=OA时，OA < I1≤ 5Α时，蓝绿可调控式LED发光二极管完全发蓝光。当Ip I2均不为OA时，该发光二极管发的为蓝绿混合光。I1U2优选调节范围为O到1A，当I1=OA时，OA < I2 ^ IA时，蓝绿可调控式LED发光二极管完全发绿光；当I2=OA时，OA < I1S IA时，蓝绿可调控式LED发光二极管完全发蓝光。 【附图说明】 本专利技术中附图仅为了对本专利技术进一步解释，不得作为本专利技术专利技术范围的限制。 图la、图1b本专利技术LED外延片结构示意图图2a、图2b本专利技术LED芯片结构示意图1为P电极、2为N电极、3为P型氮化镓层、4为N型氮化镓层具体实施方法本专利技术的实施例仅为对本专利技术进行解释，便于本领域普通技术人员能根据本
技术实现思路
能实施本专利技术，不得作为本专利技术专利技术范围的限制。 实施例1蓝绿芯片制备MOCVD设备，利用高纯NH3做N源、磷烷PH3做P源，高纯H2或者高纯N2或他们的混合气体做载气，三甲基镓TMGa或三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED双色光外延片，其特征在于所述的LED外延片为单外延片双色光三P\N型GaN层的LED外延片。

【技术特征摘要】
1.一种LED双色光外延片，其特征在于所述的LED外延片为单外延片双色光三P\N型GaN层的LED外延片。2.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于双色光选自:红、绿、蓝中的两种色光，三P\N型GaN层选自:两P型一个N型或两N型一个P型。3.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于GaN外延片包括衬底，及在衬底上依次生长的缓冲层、η型GaN层、有源层、ρ型GaN层、有源层、η型GaN层。4.根据权利要求3所述的外延片，其特征在于两层有源层分别选自:蓝光量子阱、绿光量子阱、红光量子阱中两种。5.权利要求1所述的单外延片双色光三Ρ\Ν型GaN层的LED外延片制备成蓝绿可调控式LED发光二极管的方法，其特征在于双N型GaN层上分别做N1、Ν2电极，ρ型GaN层上做P电极，N1至P极、N2至P极的电流分别为Ip 12，11、12在0到5Α范围内调节。6.权利要求5所述的方法，其特征在于当I1=OA时，OA< I2 < 5Α时，蓝绿可调控式LED发光二极管完全发绿光。7.权利要求6所述的方法，其特征在于当I1=OA时，OA< I2≤IA时，蓝绿可调控式LED发光二极管完全发绿光。8.权利要求5所 述的方法，其特征在于当I2=OA时，OA< I1 ( 5Α时，蓝绿可调控式LED发光二极管完全发蓝光。9.权利要求8所述的方法，其特征在于当I2=OA时，OA< I1≤IA时，蓝绿可调控式LED发光二极管完全发蓝光。10.权利要求1-4所述的外延片的制备方法，其特征在于采用MOCVD设备制备，利用高纯ΝΗ3做N源、磷烷ΡΗ3做P源，高纯Η2或者高纯Ν2或他们的混合气体做载气，三甲基镓TMGa或三乙基镓TEGa、三甲基铟T...

【专利技术属性】
技术研发人员：林桂荣，
申请(专利权)人：江苏汉莱科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32