一种多色LED芯片制造技术

本实用新型专利技术提供了一种多色LED芯片，在衬底表面依次层叠的第一反射层、第一型限制层、有源区、第二型限制层、复合电流扩展结构以及欧姆接触层；其中，所述复合电流扩展结构至少包括沿第一方向依次堆叠的电流扩展底层、第二反射层、第三反射层以及电流扩展顶层；且所述第一反射层、第二反射层以及第三反射层所反射的光波依次减小，以实现单颗LED芯片的多色立体显示效果。基于此，从发光外延结构的底面开始依次反射的波段逐渐减小，并在发光外延结构表面通过反射层配合电流扩展层，有效避免发光外延结构表面的光下射到有源区而损耗光效，同时可实现发光外延结构表面的横向电流扩展。时可实现发光外延结构表面的横向电流扩展。时可实现发光外延结构表面的横向电流扩展。

【技术实现步骤摘要】
一种多色LED芯片


[0001]本技术涉及发光二极管领域，尤其涉及一种多色LED芯片。

技术介绍

[0002]近来年，III
‑
V族氮化物由于其优异的物理和化学特性(禁带宽度大、击穿电场高、电子饱和迁移率高等)，在电学、光学领域受到广泛的关注与应用。
[0003]现有技术中，LED芯片一般是单色芯片，单个芯片无法获得全彩色的效果，具有如下缺陷：通过固晶设备将每个芯片转移到基板上，每个像素点内，需转移三颗芯片，单位时间内产能有限；三颗独立的RGB LED芯片，限制了显示屏的最小像素点间距；且下游企业的加工成本较高。同时，Micro
‑
LED的技术兴起后，由于LED芯片尺寸及间隔减小，相应地，各组RGB距离缩短，导致产生混色影响；另一方面，Micro
‑
LED的巨量转移混合每组RGB在转移的工艺过程过于复杂，导致量产良率偏低，生产成本加重。
[0004]有鉴于此，本专利技术人专门设计了一种多色LED芯片，本案由此产生。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种多色LED芯片，以形成单颗LED芯片具有多色的立体显示效果。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
[0007]一种多色LED芯片，包括：
[0008]衬底以及沿所述衬底表面依次层叠的第一反射层、第一型限制层、有源区、第二型限制层、复合电流扩展结构以及欧姆接触层，且在所述有源区靠近所述衬底一侧的各功能层均为N型掺杂层，在所述有源区背离所述衬底一侧的各功能层均为P型掺杂层；其中，所述复合电流扩展结构至少包括沿第一方向依次堆叠的电流扩展底层、第二反射层、第三反射层以及电流扩展顶层；且所述第一反射层、第二反射层以及第三反射层所反射的光波依次减小；所述第一方向垂直于所述衬底，并由所述衬底指向所述第一反射层。
[0009]优选地，在所述第一型限制层与所述有源区之间设有第一波导层，且所述第一型限制层的势垒高度高于所述第一波导层的势垒高度。
[0010]优选地，在所述有源区与所述第二型限制层之间设有第二波导层，且所述第二型限制层的势垒高度高于所述第二波导层的势垒高度。
[0011]优选地，所述第一反射层、第一型限制层、有源区及第二型限制层作为红光的发光外延结构。
[0012]优选地，所述第二反射层用于反射绿光。
[0013]优选地，所述第三反射层用于反射蓝光。
[0014]优选地，所述红光的发光外延结构包括AlGaInP基外延结构。
[0015]优选地，所述电流扩展底层的厚度大于所述电流扩展顶层的厚度。
[0016]优选地，所述复合电流扩展结构中的各层包括Al组分互不相同的AlGaP、AlGaInP、
AlGaAs中的一种或多种。
[0017]优选地，所述第二反射层、第三反射层分别包括由任意两种半导体外延材料所组成的DBR反射层，且所述第二反射层、第三反射层的Al组分分别高于所述电流扩展底层和/或电流扩展顶层的Al组分。
[0018]本技术还提供了一种多色LED芯片的制作方法，所述制作方法包括如下步骤：
[0019]步骤S01、提供一衬底；
[0020]步骤S02、在所述衬底表面依次生长第一反射层、第一型限制层、第一波导层、有源区、第二波导层、第二型限制层、复合电流扩展结构以及欧姆接触层，且在所述有源区靠近所述衬底一侧的各功能层均为N型掺杂层，在所述有源区背离所述衬底一侧的各功能层均为P型掺杂层；其中，所述复合电流扩展结构至少包括沿生长方向依次堆叠的电流扩展底层、第二反射层、第三反射层以及电流扩展顶层；且所述第一反射层、第二反射层以及第三反射层所反射的光波依次减小；
[0021]其中，所述第一型限制层的势垒高度高于所述第一波导层的势垒高度；所述第二型限制层的势垒高度高于所述第二波导层的势垒高度；所述电流扩展底层的厚度大于所述电流扩展顶层的厚度。
[0022]优选地，所述第一反射层、第一型限制层、有源区及第二型限制层作为红光的发光外延结构；所述第二反射层用于反射绿光；所述第三反射层用于反射蓝光；
[0023]其中，所述红光的发光外延结构包括AlGaInP基外延结构；所述复合电流扩展结构中的各层包括Al组分互不相同的AlGaP、AlGaInP、AlGaAs中的一种或多种。
[0024]优选地，所述第二反射层、第三反射层分别包括由任意两种半导体外延材料所组成的DBR反射层，且所述第二反射层、第三反射层的Al组分分别高于所述电流扩展底层和/或电流扩展顶层的Al组分；
[0025]其中，所述第二反射层、第三反射层的生长温度分别低于所述电流扩展底层和/或电流扩展顶层的生长温度。且第二反射层和第三反射层采用变温生长的方式处理DBR反射层中不同材料层的界面，特别在DBR反射层的循环界面升温并提高Al及P型掺杂的通入。
[0026]经由上述的技术方案可知，本技术提供的多色LED芯片，在衬底表面依次层叠的第一反射层、第一型限制层、有源区、第二型限制层、复合电流扩展结构以及欧姆接触层；其中，所述复合电流扩展结构至少包括沿第一方向依次堆叠的电流扩展底层、第二反射层、第三反射层以及电流扩展顶层；且所述第一反射层、第二反射层以及第三反射层所反射的光波依次减小，以实现单颗LED芯片的多色立体显示效果。基于此，从发光外延结构的底面开始依次反射的波段逐渐减小，并在发光外延结构表面通过反射层配合电流扩展层，有效避免发光外延结构表面的光下射到有源区而损耗光效，同时可实现发光外延结构表面的横向电流扩展。
[0027]其次，通过所述第二反射层、第三反射层分别包括由任意两种半导体外延材料所组成的DBR反射层，且所述第二反射层、第三反射层的Al组分分别高于所述电流扩展底层和/或电流扩展顶层的Al组分的设置。可在保证单颗LED芯片的多色立体显示效果的同时，有效利用DBR反射层内部的材料以及组分的不同，使得电流在电流扩展底层和/或电流扩展顶层的更好地实现局部的纵向阻挡，进而更好地实现电流的横向扩展能力。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0029]图1为本技术实施例所提供的多色LED芯片的结构示意图；
[0030]图2为本技术实施例所提供的多色LED芯片中各功能层的生长温度沿生长方向的变化示意图；
[0031]图中符号说明：1、衬底，2、缓冲层，3、第一反射层，4、第一型限制层，5、第一波导层，6、有源区，61、量子垒，62、量子阱，7、第二波导层，8、第二型限制层，9、电流扩展底层，10、第二反射层，11、第三反射层，12、电流扩展顶层，13、欧姆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多色LED芯片，其特征在于，包括：衬底以及沿所述衬底表面依次层叠的第一反射层、第一型限制层、有源区、第二型限制层、复合电流扩展结构以及欧姆接触层，且在所述有源区靠近所述衬底一侧的各功能层均为N型掺杂层，在所述有源区背离所述衬底一侧的各功能层均为P型掺杂层；其中，所述复合电流扩展结构至少包括沿第一方向依次堆叠的电流扩展底层、第二反射层、第三反射层以及电流扩展顶层；且所述第一反射层、第二反射层以及第三反射层所反射的光波依次减小；所述第一方向垂直于所述衬底，并由所述衬底指向所述第一反射层。2.根据权利要求1所述的多色LED芯片，其特征在于，在所述第一型限制层与所述有源区之间设有第一波导层，且所述第一型限制层的势垒高度高于所述第一波导层的势垒高度。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：林志伟，崔恒平，罗桂兰，尤翠萍，李艳，陈凯轩，蔡建九，
申请(专利权)人：厦门乾照光电股份有限公司，
类型：新型
国别省市：