本实用新型专利技术公开了一种长波长LED外延垒晶片及芯片及全彩发光体，包括：外延垒晶衬底、CaN基外延垒晶层，外延垒晶衬底上表面依次垂直生长有CaN基外延垒晶层，CaN 基外延垒晶层包括：缓冲层：在n型CaN与外延垒晶衬底之间生长CaN缓冲层；n型CaN：生长于CaN缓冲层之上，量子阱之下；量子阱：为多量子阱，量子阱≥7对，在n型CaN与p型CaN之间，在CaN量子阱中分布沉积有C；p型CaN:生长于CaN量子阱之上。本实用新型专利技术的长波长LED外延垒晶片制备成的LED电性性能与蓝绿CaN LED电性性能一致。
【技术实现步骤摘要】
一种长波长LED外延垒晶片及芯片及全彩发光体
本技术涉及LED外延垒晶片。更具体地说，本技术涉及长波长LED外延垒晶片及用其制备的芯片及全彩发光体。
技术介绍
现有技术中砷化镓二极管发红光、磷化镓二极管发绿光、碳化硅二极管发黄光、氮化镓二极管发蓝光。氮化镓是一种宽带隙化合物半导体材料，具有发射蓝光、高温、高频、高压、大功率、耐酸、耐碱、耐腐蚀等特点，是继锗、硅和砷化镓之后最主要的半导体材料之一，使得它在蓝光和紫外光电子学
占有重要的地位，也是制作高温、大功率半导体器件的理想材料。目前氮化镓凭借其极占优势的物理性能、化学性能、光电性能已然成为了第三代LED的典型代表，行业内对氮化镓的研究也成为了前沿与热点，行业内各大巨头纷纷投入大量的资金及人力在此项目中，虽然对氮化镓的研究，近年来已经取得了突飞猛进的成功，但是还有很多方面需要我们去探索与开发，如目前现有技术中氮化镓发光二极管在蓝光、绿光、紫外光领域已经有所突破，并取得了一定的成绩，并且也早已实现了工业化量产，以其体积小、寿命长、亮度高、能耗小等优点开始广泛取代传统日常使用的白识灯、日光灯等照明灯具，成为主要照明光源。但是用为现有技术中的氮化镓不能直接发射红光，为了能发白光，需要通过特定的荧光粉来对蓝光或绿光进行激发，使其激发后发射白光，以用于日常照明领域，但由于荧光粉其为有毒有害、环境污染等因素，近年来受到了很多环保关注，所以各大企业已经开始规避使用荧光粉，大家都在尽力研究使用健康安全的替代方案。其实除此之外，要想获得白光，理论上也可以通过蓝光、绿光、红光，来混合制备成，而但由于现有技术中红光主要是由砷化镓制备成，其各方面的性能，尤其是光电性能都不能与用氮化镓制备的蓝、绿光的所配比，所以在白光制备及日常照明应用过程中大家都放弃了用砷化镓发红光的二极管，而极力寻找着其他的解决方案。另一方面LED电子显示器的应用越来越广泛，显示器中各像素中的子像素对应的LED发光体都需要单独进行电连接，不断变化其电通量来变化其对应的像素点中LED发光体光混合后的显示色彩，但由于目前红光LED的材料与蓝光LED、绿光LED的材料不同，在作为发光体应用于同一个显示器中，其对应的电压也不相同，并且其他的光电性能都有相应很大偏差，使其与蓝光LED、绿光LED应用于同一显示器中的制备工艺的难度加大，并且需要独立的一套电控装置，一方面提高的成本，使电控变的很困难，另一方面使LED电子显示器电路结构错综复杂，增加了显示器的体积。而如果能找到一种红光LED材料，能与蓝光LED、绿光LED具备高度相近的光电性能，就可以简化LED显示器的构造、能提高色彩的对比度，并且能最大限度地统一各色LED发光体的光效，降低LED显示器的厚度。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种LED外延垒晶片及芯片，其为氮化镓发光二极管，能在不需要荧光粉激发的情况下发射长波长的光，所述的长波长光为波长长于蓝光、绿光的光，尤其为红光。为了实现根据本技术的目的和其它优点，提供了一种长波长LED外延垒晶片，包括：外延垒晶衬底、CaN基外延垒晶层：外延垒晶衬底：用于放入MOCVD或HVPE等其他外延垒晶反应室内在其表面依次外延生长包括缓冲层、n型CaN、InCaN量子阱、p型CaN系列CaN基垒晶层；CaN基外延垒晶层包括：缓冲层：在n型CaN与外延垒晶衬底之间生长CaN缓冲层；n型CaN：生长于CaN缓冲层之上，量子阱之下；InCaN量子阱：为多量子阱，量子阱≥7对，在n型CaN与p型CaN之间，在CaN量子阱中分布沉积有降低带宽间隙的物质，其中降低带宽间隙的物质优选C，其中C的分布范围优选为1016——1020cm-3；p型CaN:生长于InCaN量子阱之上。本技术所述的长波长LED外延垒晶片，其中所述外延垒晶衬底材料包括：蓝宝石衬底、碳化硅衬底、硅衬底、CaN衬底、AlN衬底、ZnO衬底、ZnSe衬底、GaP衬底、GaAs衬底中一种，或两种或两种以上的复合衬底。本技术所述的长波长LED外延垒晶片，其中所述外延垒晶衬底材料包括蓝宝石衬底、CaN衬底其中一种，或两种复合衬底。本技术所述的长波长LED外延垒晶片，其中所述InCaN量子阱中可以进一步包括Al，为AlInCaN量子阱，在量子阱生长过程中以三甲基铝为铝的生长源，其他所有同InCaN量子阱。本技术所述的长波长LED外延垒晶片，其中所述的CaN基外延垒晶层包括：缓冲层、n型CaN、InCaN量子阱、p型CaN，CaN基外延垒晶层总厚度≤6µm。本技术所述的长波长LED外延垒晶片，其中所述量子阱为多量子阱，量子阱≥7对，其中分布有C的量子阱为以外延垒晶衬底为下，从下至上第三对量子阱之后的量子阱中。本技术所述的长波长LED外延垒晶片，其中所述在n型CaN与p型CaN之间的InCaN量子阱，在反应室内外延垒晶生长量子阱过程中，外延生长温度范围选自600℃——990℃之间，以三乙基镓或三甲基镓作为镓源金属有机化合物气相沉积，其中量子阱的生长速率为0.2A/sec——1.2A/sec之间。本技术所述的长波长LED外延垒晶片，其中所述量子阱外延生长温度更优选选自：700℃-990℃之间，并且更优选以三甲基镓作为镓源金属有机化合物气相沉积。本技术所述的长波长LED外延垒晶片，其中所述其中分布有C堆积的量子阱中的C为外延垒晶生长量子阱过程中通过带有甲基或乙基的气体源引入并沉积分布于量子阱中。本技术所述的长波长LED外延垒晶片，其中所述的在n型CaN与p型CaN之间的InCaN量子阱，在外延垒晶生长沉积分布有C堆积的量子阱过程中，反应室内引入促进C堆积的量子阱生长的气体催化剂。本技术所述的长波长LED外延垒晶片，其中所述在反应室内外延垒晶生长沉积分布有C的量子阱过程中，促进C堆积的量子阱生长的气体催化剂选自氯气、氯化物、氯气与氯化物的混合气体。所述的气体催化剂为促进量子阱中C沉积的气体，更优选为氯气或氯化氢气体或氯气或氯化氢气体的混合气体。本技术所述的长波长LED外延垒晶片的制备方法，其步骤包括：a把外延垒晶衬底放入反应室内；b在外延垒晶衬底上外延垒晶生长缓冲层、n型CaN；c在外延垒晶生长完n型CaN后，外延生长温度范围选自：700℃-990℃之间，反应室内通入的镓源为三甲基镓，同时通入分布有C堆积的多量子阱生长催化剂的氯气或氯化氢或氯气与氯化氢气体的混合其他，控制量子阱生长速率为0.2A/sec——1.2A/sec之间，量子阱中C的分布范围为1016——1020cm-3之间，外延垒晶生长分布有C堆积的多量子阱，量子阱数≥7对；dCaN含C量子阱之上外延垒晶生长p型CaN，CaN基外延垒晶层总厚度≤6µm。用本技术所述的长波长CaNLED外延垒晶片制备的LED芯片，包括：衬底、缓冲层、n型CaN、分布沉积有C的量子阱、p型CaN及分别制备于n型CaN层、p型CaN层之上的n电极和p电极。本技术所述用于电子显示器的LED全彩发光体，包括：基板及固定在基板上的LED芯片：第一基板划分有像素点区域，制备有同电压电路；LED芯片包括三原色芯片，其中红光芯片为本技术所述的LED芯片；每组三原色LED芯片包括本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种长波长LED外延垒晶片，其特征在于，包括：外延垒晶衬底、CaN 基外延垒晶层，外延垒晶衬底上表面依次垂直生长有CaN 基外延垒晶层，CaN 基外延垒晶层包括：缓冲层：在n型CaN与外延垒晶衬底之间生长CaN缓冲层；n型CaN：生长于CaN缓冲层之上，量子阱之下；InCaN量子阱：为多量子阱，量子阱≥7对，在n型CaN与p型CaN之间，在CaN量子阱中分布沉积有降低带宽间隙的物质；p型CaN: 生长于InCaN量子阱之上。
【技术特征摘要】
1.一种长波长LED外延垒晶片，其特征在于，包括：外延垒晶衬底、CaN基外延垒晶层，外延垒晶衬底上表面依次垂直生长有CaN基外延垒晶层，CaN基外延垒晶层包括：缓冲层：在n型CaN与外延垒晶衬底之间生长CaN缓冲层；n型CaN：生长于CaN缓冲层之上，量子阱之下；InCaN量子阱：为多量子阱，量子阱≥7对，在n型CaN与p型CaN之间，在CaN量子阱中分布沉积有降低带宽间隙的物质；p型CaN:生长于InCaN量子阱之上。2.根据权利要求1所述的长波长LED外延垒晶片，其特征在于，其中所述InCaN量子阱中进一步包含Al，为AlInCaN量子阱。3.根据权利要求1所述的长波长LED外延垒晶片，其特征在于，其中所述在InCaN量子阱中分布沉积有降低带宽间隙的物质，其中降低带宽间隙的物质为C，C在量子阱中的分布范围为1016——1020cm-3。4.根据权利要求1所述的长波长LED外延垒晶片，其特征在于，其中所述外延垒晶衬底选自：蓝宝石衬底、碳化硅衬底、硅衬底、CaN衬底、AlN衬底、ZnO衬底、ZnSe衬底、GaP衬底、GaAs衬底中的一种，或两种或两种以上的复合衬底。5.根据权利要求4所述的长波长LED外延垒晶片，其特征在于，其中所述外延垒晶衬底材料选自蓝宝石衬底、CaN衬底其中的一种，或两种复合衬底。6.根据权利要求1所述的长波长LED外延垒晶片，其特征在于，其中所述的CaN基外延垒晶层包括：缓冲层、n型CaN、量子阱、p型CaN，CaN基外延垒晶层总厚度为h，控制垒晶层厚度0.35µm<h<6µm。7.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：颜建锋，敖辉，彭泽洋，庄文荣，孙明，
申请(专利权)人：东莞市中晶半导体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44
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