一种新型双色LED芯片制造技术

本实用新型专利技术涉及一种新型LED芯片，属于LED发光二极管领域，本实用新型专利技术所述的新型LED芯片，包括衬底、缓冲层、发光层、P\N层、及电极，其中发光层为双发光层，并且有三个电极。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

—种新型双色LED芯片
本技术涉及一种新型双色LED芯片，属于LED发光二极管领域。
技术介绍
芯片也称为led发光芯片，是led灯的核心组件，也就是指的P_N结。其主要功能是:把电能转化为光能，芯片的主要材料为单晶硅。半导体晶片由两部分组成，一部分是P 型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。近年来，下游应用市场的繁荣带动我国LED产业迅猛发展，芯片市场也迎来发展良机。国内LED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产能继续扩张。在区域分布上，我国LED企业主要集中在闽三角地区、环渤海湾地区和珠三角地区。芯片是LED核心器件中的产品，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基础研究的投入，国内LED市场发展前景乐观。目前芯片结构包括:衬底、缓冲层、N型GaN层、多量子阱发光层、P型GaN层依次排列及分别在P\N型GaN层上的P\N电极，不管是用于正装的芯片或者倒装的芯片制备或者垂直结构的芯片，均主要由上述构成，芯片结构经几十年的研究从整体结构上仍然没有任何进展性突破。
技术实现思路
本技术的专利技术目的为提供一种结构独创性的芯片，所述的芯片为单片双色光三电极的LED芯片。实现在一个芯片上有两个发光层，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，另外其具备三电极，可通过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。本技术的单片双色光三电极的LED芯片依次包括: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，及分别在Ρ\Ν型GaN层上对应的Ρ\Ν电极，或者衬底，及在衬底上依次生长的缓冲层、ρ型GaN层、有源层、η型GaN 层、有源层、P型GaN层，及分别在Ρ\Ν型GaN层上对应的Ρ\Ν电极。机构图见图la、图lb。本技术的LED芯片的双色光选自红光、蓝光或绿光中两种。本技术LED芯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。本技术的另一个 专利技术目的为提供一种制备LED芯片的制备双光色、三P\N型GaN层的方法。本专利技术LED芯片的外延片采用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ρ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ρ型AlGaN电子阻挡层和Mg掺杂的ρ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。磊晶完成后分别蚀刻出电极平台，并制备反射层、电流扩散层等，制备电极，研磨减薄衬底，切割并裂片；或剥离衬底，制备电极平台、反射层、电流扩散层等，制备电极，切割并裂片。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 ^ 5A时，蓝绿可调控式LED发光二极管完全发绿光；当I2=OA时，OA < I1 ^ 5A 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I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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双色LED芯片，包括：衬底、缓冲层、发光层、P\N层、及电极，其特征在于所述的LED芯片为单芯片、双色光、三电极的LED芯片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林桂荣，颜建锋，敖辉，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：江苏汉莱科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：