一种GaN基白光发光二极管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种GaN基白光发光二极管及其制备方法，属于半导体技术领域。所述发光二极管包括衬底、在所述衬底正面依次生长的第一低温缓冲层、第一高温缓冲层、n型GaN层、第一量子阱发光层、p型GaN层、纳米铟锡金属氧化物层、n型电极、p型电极和钝化层；在所述衬底反面依次生长的第二低温缓冲层、第二高温缓冲层和第二量子阱发光层，所述第一量子阱发光层用于发出蓝光，所述第二量子阱发光层用于在第一量子阱发光层发出的蓝光的激发下发出黄光。本发明专利技术通过在衬底正反两面生长不同的量子阱结构分别发出蓝光和黄光复合得到白光。由于不使用荧光粉，光衰影响小，因此GaN基白光LED具有良好的稳定性和使用寿命，且工业化生产简单。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，属于半导体
。所述发光二极管包括衬底、在所述衬底正面依次生长的第一低温缓冲层、第一高温缓冲层、n型GaN层、第一量子阱发光层、p型GaN层、纳米铟锡金属氧化物层、n型电极、p型电极和钝化层；在所述衬底反面依次生长的第二低温缓冲层、第二高温缓冲层和第二量子阱发光层，所述第一量子阱发光层用于发出蓝光，所述第二量子阱发光层用于在第一量子阱发光层发出的蓝光的激发下发出黄光。本专利技术通过在衬底正反两面生长不同的量子阱结构分别发出蓝光和黄光复合得到白光。由于不使用荧光粉，光衰影响小，因此GaN基白光LED具有良好的稳定性和使用寿命，且工业化生产简单。【专利说明】
本专利技术涉及半导体光电子器件制造
，特别涉及。
技术介绍
发光二极管(LED, Light Emitting Diode)，尤其是白光LED因其高效、节能、无污染等优点，被誉为第四代绿色照明光源。随着白光LED在照明、背光源等领域越来越广泛的应用，因此对其进行研究意义非凡。现有的白光LED多采用LED发出的短波长光去激发各色荧光粉，使各色荧光粉发出各色光，进而将各色光进行混合产生白光。例如，利用蓝光LED激发YAG(钇铝石榴石，化学式为Y3Al5O12)荧光粉，其中部分蓝光被YAG荧光粉吸收后发出黄光，该黄光与未被吸收的蓝光混合成为白光。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题:由于荧光粉光衰快，且封装工艺复杂，使得使用荧光粉发光的白光LED使用寿命短，稳定性和可靠性均不高。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术实施例提供了。所述技术方案如下:—方面，本专利技术实施例提供了一种GaN基白光发光二极管,所述发光二极管包括衬底、在所述衬底正面依次生长的第一低温缓冲层、第一高温缓冲层、n型GaN层、第一量子阱发光层、P型GaN层、纳米铟锡金属氧化物层和钝化层，所述p型GaN层上生长有p型电极，所述n型GaN层上生长有n型电极，且所述p型电极和所述n型电极穿过所述钝化层裸露在外，所述发光二极管还包括在所述衬底反面依次生长的第二低温缓冲层、第二高温缓冲层和第二量子阱发光层，所述第一量子阱发光层用于发出蓝光，所述第二量子阱发光层用于在所述第一量子阱发光层发出的蓝光的激发下发出黄光。优选地，所述第一量子阱发光层为超晶格结构，所述第一量子阱发光层由InyGai_yN层和AlaInbGa1IbN层堆叠而成，其中，y的取值范围为0.1~0.3，a的取值范围为0.1~0.4、b的取值范围为0.1~0.3，所述第一量子阱发光层的周期数为6~12。进一步地，所述第一量子阱发光层的所述InyGai_yN层和所述AlaInbGa1^N层的厚度均为2~5nm。优选地，所述第二量子阱发光层为超晶格结构，所述第二量子阱发光层由InxGahN层和AlaInbGa1IbN层堆叠而成，其中，X的取值范围为0.3~0.6，a的取值范围为0.1~0.4、b的取值范围为0.1~0.3，所述第二量子阱发光层的周期数为6~12。进一步地，所述第二量子阱发光层的所述InxGahN层和所述AlaInbGa1^N层的厚度均为2~5nm。优选地，所述衬底的正面和/或反面均为图形化表面。优选地，所述发光二极管还包括生长在所述第二量子阱发光层上的反射层。进一步地，所述反射层为Ag层或者分布式布拉格反射镜层中的一种。另一方面，本专利技术实施例提供了一种GaN基白光发光二极管的制备方法,所述方法包括:提供一衬底；在所述衬底正面依次生长第一低温缓冲层、第一高温缓冲层、n型GaN层、第一量子阱发光层、P型GaN层；在所述衬底反面依次生长第二低温缓冲层、第二高温缓冲层和第二量子阱发光层；在所述p型GaN层上生长纳米铟锡金属氧化物电流扩散层、p型电极和钝化层，在所述n型GaN层上生长n型电极，所述n型电极和所述p型电极穿过所述钝化层裸露在外。优选地，所述方法还包括:在所述第二量子阱发光层上生长反射层。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是:通过在衬底正反两面生长不同波长的量子阱结构，由正面量子阱发光层发出的蓝光激发反面量子阱发光层发出黄光，再通过反射层的反射作用使黄光在正面与蓝光复合得到白光。由于不使用荧光粉，光衰影响小，因此GaN基白光LED具有良好的稳定性和使用寿命，且工业化生产简单。【专利附图】【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的一种GaN基白光发光二极管的结构示意图；图2是本专利技术实施例二提供的一种GaN基白光发光二极管制备方法的流程图。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例一本专利技术实施例提供了一种GaN基白光发光二极管，参见图1，该发光二极管包括:衬底1、在衬底I正面依次生长的第一低温缓冲层2、第一高温缓冲层3、n型GaN层4、第一量子讲发光层 5、p 型 GaN 层 6、ITO (Indium Tin Oxides Indium Tin Oxides,纳米铟锡金属氧化物)层7、n型电极8、p型电极9和钝化层10 ;在衬底I反面依次生长的第二低温缓冲层U、第二高温缓冲层12和第二量子阱发光层13。第一量子阱发光层5用于发出蓝光，第二量子阱发光层13用于在第一量子阱发光层5发出的蓝光的激发下发出黄光。进一步地，第一量子讲发光层5电致发出蓝光,第二量子讲发光层13在该蓝光的作用下光致发出黄光，该黄光在反射层14的反射下与蓝光在第一量子阱发光层5中复合产生白光，其中，第一量子讲发光层5发出的蓝光的波长范围为430~480nm,第二量子讲发光层13受第一量子讲发光层5发出的蓝光激发而发出的黄光的波长范围为560~590nm。这种结构不采用荧光粉即可得到白光，光衰影响小，制作的发光二极管寿命更长，并且衬底反面采用第二量子阱发光层，可以针对正面蓝光波长范围进行生长调整，使反面第二量子阱发光层更有针对性地、更加高效地吸收正面第一量子阱发光层产生的蓝光，并准确地产生所需要的黄光波长，使黄光与蓝光混合成所需要的白光。总而言之，可以通过调整第一量子阱发光层和第二量子阱发光层来调节蓝光和黄光的波长及比例，从而进一步调节白光的色温及光强，最终产生更优质的白光。进一步地，第一量子阱发光层5 (即衬底I正面的量子阱发光层)采用超晶格结构，由InyGai_yN层51和AlaInbGa1IbN层52堆叠而成，其中，InyGai_yN层51中InN的含量y值为0.1~0.3，AlaInbGa1IbN层52中AlN的含量a值为0.1~0.4、InN的含量b值为0.1~0.3。InyGa1J层51和AlaInbGa1IbN层52的厚度均为2~5nm。第一量子阱发光层5的周期数可以为6~12。第二量子阱发光层13 (即衬底I反面的量子阱发光层)也采用超晶格结构，由InxGahN层131和AlaInbGa1IbN层132堆叠而成，其中，InxGa^N层131中InN的含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GaN基白光发光二极管，所述发光二极管包括衬底、在所述衬底正面依次生长的第一低温缓冲层、第一高温缓冲层、n型GaN层、第一量子阱发光层、p型GaN层、纳米铟锡金属氧化物层和钝化层，所述p型GaN层上生长有p型电极，所述n型GaN层上生长有n型电极，且所述p型电极和所述n型电极穿过所述钝化层裸露在外，其特征在于，所述发光二极管还包括在所述衬底反面依次生长的第二低温缓冲层、第二高温缓冲层和第二量子阱发光层，所述第一量子阱发光层用于发出蓝光，所述第二量子阱发光层用于在所述第一量子阱发光层发出的蓝光的激发下发出黄光。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：桂宇畅，
申请(专利权)人：华灿光电苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：