垂直型双色LED芯片的制备方法及芯片技术

本发明专利技术涉及垂直型双色LED芯片的制备方法，包括：(a)制作衬底；(b)在所述衬底上制备蓝光材料；(c)在所述衬底上制备绿光灯芯槽并在所述绿光灯芯槽内生长绿光材料；(d)在所述蓝光材料、所述绿光材料上制备键合层；(e)去除所述衬底并制备上电极；(f)在所述键合层底部制备下电极。本发明专利技术的垂直型双色LED芯片的制备方法将蓝光和绿光材料制作在相同衬底之上，通过隔离层实现完全的电学隔离，工艺简单，且制备的双色LED芯片散热型好，可单独控制各颜色的灯芯材料，光强大，颜色调节灵活，集成度高。

Preparation and chip of vertical dual color LED chip

The invention relates to a preparation method of a vertical dual color LED chip, including: (a) making a substrate; (b) preparing a blue light material on the substrate; (c) preparing a green light core slot on the substrate and growing green light in the green light core slot; (d) preparation of a bonding layer on the blue light material and the green light material; (E) removal of the material (d) The substrate is prepared and the upper electrode is prepared; (f) the lower electrode is prepared at the bottom of the bonding layer. The preparation method of the vertical dual color LED chip of this invention makes blue light and green light material on the same substrate, realizes complete electrical isolation through isolation layer. The process is simple, and the dual color LED chip prepared by it has good heat dissipation. It can control all colors of the core material separately, the light intensity is large, the color adjustment is flexible and the integration is high.

【技术实现步骤摘要】
垂直型双色LED芯片的制备方法及芯片
本专利技术属于LED芯片
，具体涉及一种垂直型双色LED芯片的制备方法及芯片。
技术介绍
LED灯具的出现，极大地降低照明所需要的电力，同样瓦数的LED灯，所需电力只有白炽灯泡的1/10，同时LED具有寿命长、环保、免维护等优点，迅速取代白炽灯的位置。在工艺结构上，白光LED通常采用两种方法形成，第一种是利用“蓝光技术”与荧光粉配合形成白光；但是，这种采用荧光粉的工艺通常因为荧光粉胶层中存在大量离散分布的荧光粉颗粒，光线入射到荧光粉胶层中会出现强烈的散射现象。这种散射一方面强化了荧光粉胶层对光线的吸收作用，另一方面也导致大量光线被反射，即透射过荧光粉层的光线会显著减少，从而导致芯片的散热效果较差。第二种是多种单色光混合方法，这种多芯片混合技术存在可靠性差，封装难度大的问题。因此，如何研制一种白光单芯片工艺成为LED芯片
的热点问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种垂直型双色LED芯片。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：本专利技术实施例提供了一种双色LED芯片，包括：(a)制作衬底；(b)在所述衬底上制备蓝光材料；(c)在所述衬底上制备绿光灯芯槽并在所述绿光灯芯槽内生长绿光材料；(d)在所述蓝光材料、所述绿光材料上制备键合层；(e)去除所述衬底并制备上电极；(f)在所述键合层底部制备下电极。在本专利技术的一个实施例中，所述衬底为蓝宝石衬底或者SiC衬底。在本专利技术的一个实施例中，步骤(b)包括：依次在所述衬底上生长蓝光GaN缓冲层、蓝光GaN稳定层、蓝光n型GaN层、蓝光InGaN/GaN多量子阱结构、蓝光p型AlGaN阻挡层、蓝光p型GaN层。在本专利技术的一个实施例中，步骤(c)包括：(c1)在所述蓝光材料上生长第一氧化层；(c2)采用湿法刻蚀工艺，刻蚀所述第一氧化层形成绿光灯芯窗口；(c3)采用干法刻蚀工艺，刻蚀所述绿光灯芯窗口内材料直到所述衬底形成绿光灯芯凹槽；(c4)去掉所述第一氧化层并淀积第二氧化层；(c5)刻蚀所述第二氧化层形成绿光灯芯槽；(c6)在所述绿光灯芯槽内生长绿光材料。在本专利技术的一个实施例中，步骤(d)包括：(d1)在所述蓝光材料、所述绿光材料上表面上制备电极层；(d2)在所述电极层上制备第一金属层；(d3)选取金属板材并在所述金属板材上制备第二金属层；(d4)将所述第一金属层与所述第二金属层进行键合形成键合层。在本专利技术的一个实施例中，所述第一金属层与所述第二金属层材料相同。在本专利技术的一个实施例中，所述第一金属层的厚度为300nm-1500nm。在本专利技术的一个实施例中，所述第二金属层的厚度为500nm-2500nm。在本专利技术的一个实施例中，步骤(e)包括：(e1)用准分子激光器去除所述衬底；(e2)在所述蓝光GaN缓冲层上制备上电极。本专利技术的另一个实施例提供了一种垂直型双色LED芯片，所述垂直型双色LED芯片由上述任一项实施例的制备方法制备形成。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术的垂直型双色LED芯片的制备方法将蓝光和绿光材料制作在相同衬底之上，通过隔离层实现完全的电学隔离，工艺简单，且制备的双色LED芯片散热型好，可单独控制各颜色的灯芯材料，光强大，颜色调节灵活，集成度高。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种垂直型双色LED芯片的制备方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种垂直型双色LED芯片的蓝光材料的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种垂直型双色LED芯片的蓝光InGaN/GaN多量子阱结构的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种垂直型双色LED芯片的绿光灯芯槽的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种垂直型双色LED芯片的绿光材料的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种垂直型双色LED芯片的绿光InGaN/GaN多量子阱结构的结构示意图；图7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8为本专利技术实施例提供的一种垂直型双色LED芯片的俯视结构示意图；图9为本专利技术实施例提供的一种垂直型双色LED芯片的侧视结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例一图1为本专利技术实施例提供的一种垂直型双色LED芯片的制备方法的流程示意图；该制备方法包括：(a)制作衬底；(b)在所述衬底上制备蓝光材料；(c)在所述衬底上制备绿光灯芯槽并在所述绿光灯芯槽内生长绿光材料；(d)在所述蓝光材料、所述绿光材料上制备键合层；(e)去除所述衬底并制备上电极；(f)在所述键合层底部制备下电极。本专利技术的垂直型双色LED芯片的制备方法将蓝光和绿光材料制作在相同衬底之上，通过隔离层实现完全的电学隔离，工艺简单，且制备的双色LED芯片散热型好，可单独控制各颜色的灯芯材料，光强大，颜色调节灵活，集成度高。实施例二本实施例在上述实施例的基础上，重点对一种垂直型双色LED芯片的制备方法进行详细描述。具体地，包括如下步骤：S01：制作衬底11。所述衬底11材料为蓝宝石或者SiC。S02：在衬底11上生长蓝光材料。请参见图2，图2为本专利技术实施例提供的一种垂直型双色LED芯片的蓝光材料的结构示意图；具体包括如下步骤：S021：在所述蓝宝石衬底11上生长厚度为3000～5000nm的蓝光GaN缓冲层101，生长温度为400～600℃，其中，蓝光GaN缓冲层101优选厚度为4000nm，其最优生长温度为500℃。S022：升温至900-1050℃，在所述蓝光GaN缓冲层101表面生长厚度为500～1500nm的蓝光GaN稳定层102，其中，蓝光GaN稳定层102优选厚度为1000nm，其最优生长温度为1000℃。S023：保持温度不变，在所述蓝光GaN稳定层102表面生长厚度为200～1000nm掺Si的蓝光n型GaN层103，掺杂浓度为1×1018cm-3～5×1019cm-3。其中，蓝光n型GaN层103优选生长厚度为400nm，最优生长温度为1000℃，最优掺杂浓度为1×1019cm-3。S024：在所述蓝光n型GaN层103表面生长蓝光InGaN/GaN多量子阱结构作为第一有源层104。请参见图3，图3为本专利技术实施例提供的一种垂直型双色LED芯片的蓝光InGaN/GaN多量子阱结构的结构示意图。其中，蓝光InGaN量子阱层104b的生长温度为650℃～750℃，蓝光GaN势垒层104a的生长温度为750℃～850℃；量子阱周期为8～30，蓝光InGaN量子阱层104b的厚度为1.5～3.5nm，其中In的含量为10％～20％，其含量依据光波长定，含量越高光波波长越长；蓝光GaN势垒层104a的厚度为5～10nm。其中，蓝光InGaN量子阱层104b的优选生长温度为750℃，优选厚度为2.8nm；蓝光GaN势垒层104a的优选生长温度为850℃，优选厚度为5nm。量子阱周期优选为20。S025：在所述蓝光有源层104表面生长厚度为10～40nm掺Mg的蓝光p型AlGaN阻挡层105，生长温度为850～950℃。其中，蓝光p型AlGaN阻挡层105优选厚度为20nm，其最优生长温度为900℃。S026：在所述蓝光p型AlGaN阻挡层105表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直型双色LED芯片的制备方法，其特征在于，包括：(a)制作衬底；(b)在所述衬底上制备蓝光材料；(c)在所述衬底上制备绿光灯芯槽并在所述绿光灯芯槽内生长绿光材料；(d)在所述蓝光材料、所述绿光材料上制备键合层；(e)去除所述衬底并制备上电极；(f)在所述键合层底部制备下电极。

【技术特征摘要】
1.一种垂直型双色LED芯片的制备方法，其特征在于，包括：(a)制作衬底；(b)在所述衬底上制备蓝光材料；(c)在所述衬底上制备绿光灯芯槽并在所述绿光灯芯槽内生长绿光材料；(d)在所述蓝光材料、所述绿光材料上制备键合层；(e)去除所述衬底并制备上电极；(f)在所述键合层底部制备下电极。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述衬底为蓝宝石衬底或者SiC衬底。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(b)包括：依次在所述衬底上生长蓝光GaN缓冲层、蓝光GaN稳定层、蓝光n型GaN层、蓝光InGaN/GaN多量子阱结构、蓝光p型AlGaN阻挡层、蓝光p型GaN层。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(c)包括：(c1)在所述蓝光材料上生长第一氧化层；(c2)采用湿法刻蚀工艺，刻蚀所述第一氧化层形成绿光灯芯窗口；(c3)采用干法刻蚀工艺，刻蚀所述绿光灯芯窗口内材料直到所述衬底形成绿光灯芯凹槽；(c4)去掉所述第一氧化层并淀积第二氧化层；(...

【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：发明
国别省市：陕西,61