[发明专利]背面出光的单芯片白光发光二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种背面出光的单芯片白光发光二极管，包括一非掺杂GaN层、一蓝光有源层、一黄绿光光致荧光层、一n型欧姆接触层、一紫外光有源层和一p型欧姆接触层，依次层叠于双面抛光的蓝宝石衬底上，其中所述紫外光有源层是可发射紫外光波段的量子阱，所述黄绿光光致荧光层是可在紫外光激发下发出黄绿色荧光的非掺杂GaN层，其特征在于：所述黄绿光光致荧光层是通过在生长GaN层时提高氨气源的流量将五族源和三族源的比例提高至2000-10000，或者降低生长温度至900-1000℃引入缺陷而得到的非掺杂GaN层。

2.如权利要求1所述的单芯片白光发光二极管，其特征在于：所述黄绿光光致荧光层的厚度为100nm～1000nm。

3.如权利要求1所述的单芯片白光发光二极管，其特征在于：所述蓝光有源层是周期数为1～10的发射蓝光波段的In_xGa_1-xN/GaN多量子阱，其中x＝0.15～0.2，发光波长为460nm～480nm，每个周期中阱的厚度为1nm～10nm，垒的厚度为5nm～20nm。

4.如权利要求1所述的单芯片白光发光二极管，其特征在于：所述紫外光有源层是周期数为5～10的发射紫外光波段的In_xGa_1-xN/GaN多量子阱，其中x＝0.05～0.1，发光波长为370nm～400nm，每个周期中阱的厚度为1nm～10nm，垒的厚度为5nm～20nm。

5.如权利要求1所述的单芯片白光发光二极管，其特征在于：所述紫外光有源层是周期数为1～5的发射紫外光波段的Al_yGa_1-yN/GaN多量子阱，其中y＝0.05～0.2，发光波长为330nm～360nm，每个周期中阱的厚度为1nm～10nm，垒的厚度为5nm～20nm。

6.如权利要求1所述的单芯片白光发光二极管，其特征在于：所述n型欧姆接触层为n型GaN层，厚度500nm～1000nm。

7.如权利要求1所述的单芯片白光发光二极管，其特征在于：所述p型欧姆接触层为p型GaN层，厚度100nm～300nm。

8.权利要求1～7中任一权利要求所述的单芯片白光发光二极管的制备方法，包括以下步骤：

1)采用金属有机化学气相沉积方法在双面抛光的蓝宝石衬底上生长一层非掺GaN薄膜；

2)在非掺GaN薄膜上生长周期数为1-10的蓝光多量子阱作为蓝光有源层；

3)在蓝光有源层上生长可由紫外光激发出黄绿荧光的非掺杂GaN层作为黄绿光光致荧光层，具体方法是在生长GaN层时通过提高氨气源的流量将五族源和三族源的比例提高至2000-10000，或者降低生长温度至900-1000℃来引入缺陷；

4)在黄绿光光致荧光层上生长n型欧姆接触层；

5)在n型欧姆接触层上生长可发射紫外光波段的多量子阱作为紫外光有源层；

6)在紫外光有源层上生长p型欧姆接触层；

7)利用倒装焊工艺封装以上过程生长的发光二极管芯片。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述步骤4)用硅烷作掺杂剂生长n型GaN层，其中Si的掺杂浓度为1×10¹⁸cm^-3～1×10¹⁹cm^-3；所述步骤6)用二茂镁作为掺杂剂生长p型GaN层，其中Mg的掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3。