一种红光Mini LED外延结构、红光Mini LED芯片及RGB Mini LED芯片制造技术

技术编号:40722010 阅读:2 留言:0更新日期:2024-03-22 13:00
本技术提供一种红光MiniLED外延结构、红光Mini LED芯片及RGB Mini LED芯片,其中Mini LED外延结构包括:堆叠结构,堆叠结构包括依次层叠的第一型半导体层、第一界面层、第一波导层、有源区、第二波导层、第二界面层及第二型半导体层,其中,第一界面层可避免第一型半导体层的掺杂剂扩散导致第一型限制层及第一波导层界面粗化;第二界面层可避免第二型半导体层的掺杂剂扩散导致第二型限制层及第二波导层界面粗化;同时还可避免第一型半导体层和第二型半导体层的掺杂剂扩散至有源区形成非辐射复合中心,导致可靠性降低的问题;且,第一界面、第一波导层、第二波导层及第二界面层皆包括无掺杂的半导体材料层,可有效提升有源区的晶体质量,进而提高内量子效率及光输出功率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及发光二极管,更为具体地说,涉及一种红光miniled外延结构、红光mini led芯片及rgb mini led芯片。


技术介绍

1、随着发光二极管的快速发展,led(light emitting diode,发光二极管)的应用日新月异,特别是led在显示技术的发展,随着led显示屏的分辨率越做越高,相对的led芯片的尺寸和间距也越来越小。

2、如mini-led器件,和目前的lcd、oled显示器件相比,具有反应快、高色域、高ppi、低能耗等优势。目前mini-led器件作为背光源应用在显示屏上,最佳效果是rgb mini-led芯片三基色混合组成,常规设计都是在封装端使用包裹封装体。现有的rgb mini-led三基色混合组成,使用时间长了,混色效果会变差,主要是其中的红光mini-led芯片亮度衰减导致显示效果变差。红光mini-led芯片的p型限制层高掺可以提高p型限制层的准费米能级位置,提高阻挡泄露电子的有效势垒,有助于降低阈值电流。但是,p限制层掺杂浓度较高时,掺杂剂扩散会导致限制层及波导层界面粗化,同时在有源区形成非辐射复合中心,导致可靠性降低;另一方面,红光mini-led芯片的电极、反射镜等的金属材质容易迁移至有源区,导致红光mini-led芯片老化,亮度衰减严重。


技术实现思路

1、有鉴于此,本技术提供一种红光mini led外延结构、红光mini led芯片及rgbmini led芯片,以解决现有技术中掺杂剂扩散导致限制层及波导层界面粗化,同时在有源区形成非辐射复合中心,导致可靠性降低;及芯片的电极、反射镜等的金属材质容易迁移至有源区,导致芯片老化,亮度衰减严重等问题。

2、为实现上述目的,本技术采用的技术方案如下:

3、一种红光mini led外延结构,包括:

4、生长衬底;

5、在所述生长衬底上依次层叠的缓冲层、腐蚀截止层和堆叠结构,所述堆叠结构包括沿第一方向依次层叠的第一型半导体层、第一界面层、第一波导层、有源区、第二波导层、第二界面层及第二型半导体层;所述第一界面层和所述第二界面层用于阻挡掺杂剂扩散及金属材质迁移;所述第一方向垂直于所述生长衬底,并由所述生长衬底指向所述堆叠结构;

6、其中,所述第一型半导体层包括沿所述第一方向依次层叠的第一型欧姆接触层、第一型电流扩展层及第一型限制层;所述第二型半导体层包括沿所述第一方向依次层叠的第二型限制层、第二型电流扩展层及第二型欧姆接触层;

7、所述第一界面层、所述第一波导层、所述第二波导层及所述第二界面层皆包括无掺杂的半导体材料层。

8、优选地,所述第一界面层的厚度随所述第一型限制层的掺杂浓度增大呈增大趋势;所述第二界面层的厚度随所述第二型限制层的掺杂浓度增大呈增大趋势。

9、优选地,第一界面层的厚度为h1,则,1nm<h1<50nm;第二界面层的厚度为h2,则,1nm<h2<50nm。

10、优选地,所述第一型半导体层为n型半导体层,所述第二型半导体层为p型半导体层,所述第一型限制层为n型限制层,所述第二型限制层为高掺的p型限制层,所述p型限制层的掺杂浓度高于所述n型限制层的掺杂浓度,所述第二界面层的厚度大于所述第一界面层的厚度;

11、或,所述第一型半导体层为p型半导体层,所述第二型半导体层为n型半导体层,所述第一型限制层为高掺的p型限制层,所述第二型限制层为n型限制层,所述p型限制层的掺杂浓度高于所述n型限制层的掺杂浓度,所述第一界面层的厚度大于所述第二界面层的厚度。

12、优选地,所述第一界面层和所述第二界面层皆包括无掺杂的algainp材料层。

13、优选地,所述第一波导层和所述第二波导层皆包括无掺杂的algainp材料层。

14、优选地,所述第一型限制层包括algainp材料层、alinp材料层、algap材料层中的一种或多种堆叠;所述第二型限制层包括algainp材料层、alinp材料层、algap材料层中的一种或多种堆叠。

15、一种红光mini led芯片,包括:

16、上述任一项所述的堆叠结构;

17、在所述第一型半导体层背离所述第一界面层的一侧表面依次层叠有透明导电层、透明粘附层及透明衬底;

18、反射镜,其设置于所述第二型半导体层背离所述第二界面层的一侧表面;

19、所述反射镜的上表面设有向所述第一型电流扩展层延伸的凹槽,并显露部分所述第一型电流扩展层;

20、所述反射镜的上表面边沿设有向所述透明衬底延伸的沟槽,并显露所述透明衬底,所述沟槽环绕所述堆叠结构;

21、绝缘层,其覆盖所述反射镜、堆叠结构、透明导电层及透明粘附层的裸露面,并露出所述凹槽的底部,且所述绝缘层具有裸露部分所述反射镜的第二电极导电通孔;

22、第一电极,其设置于所述绝缘层背离所述反射镜的一侧表面,并延伸至所述凹槽的裸露部,与所述第一型电流扩展层形成电连接;

23、第二电极,其设置于所述绝缘层背离所述反射镜的一侧表面,并延伸至所述第二电极导电通孔,与所述反射镜形成电连接,且所述第一电极和所述第二电极间隔设置。

24、优选地,所述第一电极背离所述绝缘层的一侧表面与所述第二电极背离所述绝缘层的一侧表面在同一水平面。

25、一种rgb mini led芯片,包括:

26、上述任一项所述的红光mini led芯片。

27、经由上述的技术方案,从而达到如下效果:

28、1、本技术所提供的一种红光mini led外延结构,通过设置堆叠结构,堆叠结构包括沿第一方向依次层叠的第一型半导体层、第一界面层、第一波导层、有源区、第二波导层、第二界面层及第二型半导体层;第一界面层和第二界面层用于阻挡掺杂剂扩散及金属材质迁移;第一界面层可避免第一型半导体层的掺杂剂扩散导致第一型限制层及第一波导层界面粗化;第二界面层可避免第二型半导体层的掺杂剂扩散导致第二型限制层及第二波导层界面粗化;同时还可避免第一型半导体层和第二型半导体层的掺杂剂扩散至有源区形成非辐射复合中心,导致可靠性降低的问题;且,第一界面、第一波导层、第二波导层及第二界面层皆包括无掺杂的半导体材料层,可以形成不同材料界面,进一步阻挡掺杂剂扩散至有源区,减少掺杂剂对有源区生长界面的影响,可有效提升有源区的晶体质量,进而提高内量子效率及光输出功率。

29、2、进一步地,设置第一界面层的厚度随第一型限制层的掺杂浓度增大呈增大趋势;第二界面层的厚度随所述第二型限制层的掺杂浓度增大呈增大趋势,使第一界面层和第二界面层的起到更好的阻挡效果。

30、3、进一步地,设置第一界面层的厚度为h1,则,1nm<h1<50nm;第二界面层的厚度为h2,则,1nm<h2<50nm,避免第一界面层和第二界面层的厚度太厚导致有源区的空穴与电子的复合效率下降,而厚度太薄本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种红光Mini LED外延结构,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的红光Mini LED外延结构,其特征在于:所述第一界面层的厚度随所述第一型限制层的掺杂浓度增大呈增大趋势;所述第二界面层的厚度随所述第二型限制层的掺杂浓度增大呈增大趋势。

3.根据权利要求1所述的红光Mini LED外延结构,其特征在于:第一界面层的厚度为H1,则,1nm<H1<50nm;第二界面层的厚度为H2,则,1nm<H2<50nm。

4.根据权利要求1所述的红光Mini LED外延结构,其特征在于:所述第一型半导体层为N型半导体层,所述第二型半导体层为P型半导体层,所述第一型限制层为N型限制层,所述第二型限制层为高掺的P型限制层,所述P型限制层的掺杂浓度高于所述N型限制层的掺杂浓度,所述第二界面层的厚度大于所述第一界面层的厚度;

5.根据权利要求1所述的红光Mini LED外延结构,其特征在于:所述第一界面层和所述第二界面层皆包括无掺杂的AlGaInP材料层。

6.根据权利要求1所述的红光Mini LED外延结构,其特征在于:所述第一波导层和所述第二波导层皆包括无掺杂的AlGaInP材料层。

7.根据权利要求1所述的红光Mini LED外延结构,其特征在于:所述第一型限制层包括AlGaInP材料层、AlInP材料层、AlGaP材料层中的一种或多种堆叠;所述第二型限制层包括AlGaInP材料层、AlInP材料层、AlGaP材料层中的一种或多种堆叠。

8.一种红光Mini LED芯片,其特征在于,包括:

9.根据权利要求8所述的红光Mini LED芯片,其特征在于:所述第一电极背离所述绝缘层的一侧表面与所述第二电极背离所述绝缘层的一侧表面在同一水平面。

10.一种RGB Mini LED芯片,其特征在于,包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种红光mini led外延结构,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的红光mini led外延结构,其特征在于:所述第一界面层的厚度随所述第一型限制层的掺杂浓度增大呈增大趋势;所述第二界面层的厚度随所述第二型限制层的掺杂浓度增大呈增大趋势。

3.根据权利要求1所述的红光mini led外延结构,其特征在于:第一界面层的厚度为h1,则,1nm<h1<50nm;第二界面层的厚度为h2,则,1nm<h2<50nm。

4.根据权利要求1所述的红光mini led外延结构,其特征在于:所述第一型半导体层为n型半导体层,所述第二型半导体层为p型半导体层,所述第一型限制层为n型限制层,所述第二型限制层为高掺的p型限制层,所述p型限制层的掺杂浓度高于所述n型限制层的掺杂浓度,所述第二界面层的厚度大于所述第一界面层的厚度;

5.根据权利要求1所述的红光mini ...

【专利技术属性】
技术研发人员:林志伟陈凯轩蔡建九崔恒平李敏华
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:

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