[发明专利]一种所需颜色发光二极管芯片及其制造方法

权利要求书

1.一种所需颜色发光二极管芯片，包括衬底和形成于衬底上的外延层，所述外延层包括自下而上形成于衬底上的N型半导体层、有源层、P型半导体层，其特征在于：所述衬底上的外延层分离成至少两个发光模块，各发光模块都设有独立的正负电极，所述各发光模块的有源层分别注入有不同比例浓度的包含In和Al元素的离子，以对各发光模块的发光波长进行调节,使各发光模块实现不同颜色的发光，并通过调节各发光模块输入电流的大小来调节各发光模块的亮度。

2.根据权利要求1所述的一种所需颜色发光二极管芯片，其特征在于：所述衬底上的外延层分离成三个发光模块，此三个发光模块通过注入不同比例浓度的包含In和Al元素的离子，使三个发光模块分别发出三基色的光，进而通过三基色光的混光实现白光。

3.根据权利要求1或2任一项所述的一种所需颜色发光二极管芯片，其特征在于：所述各个发光模块之间设有电路连接桥。

4.根据权利要求3所述的一种所需颜色发光二极管芯片，其特征在于：所述有源层为发射可连续调节波长的多层量子阱，量子阱周期数为1～30，每个周期中，阱的厚度为1nm～5nm，垒的厚度为6nm～20nm。

5.根据权利要求3所述的一种所需颜色发光二极管芯片，其特征在于：所述N型半导体层为掺杂Si的GaN层，厚度为400nm～1000nm，所述P型半导体层为掺杂Mg的GaN层，厚度为100nm～500nm。

6.根据权利要求4或5任一项所述的一种所需颜色发光二极管芯片，其特征在于：所述衬底与N型半导体层之间设有缓冲层，以减少或避免衬底与N型半导体之间的晶格失配。

7.根据权利要求6所述的一种所需颜色发光二极管芯片，其特征在于：所述LED芯片可以是水平结构、垂直结构或倒装结构，水平结构即N型半导体层和P型半导体层的电极处于衬底的同一侧；垂直结构即N型半导体层和P型半导体层的电极分别处于芯片的顶部和底部；倒装结构即芯片正面朝下向，主出光面为N型半导体层。

8.一种制作权利要求1所述的一种所需颜色发光二极管芯片的制造方法，其特征在于：该制作方法包括以下步骤：

（1）、利用金属有机气相淀积MOCVD或分子束外延MBE技术，在衬底上生长N型半导体层，形成电子发射区；继续生长量子阱有源层，作为二极管的高亮度有源发光区；在高亮度有源发光区上生长P型半导体层，形成空穴发射区，完成外延片的制备；

（2）、通过图形曝光半导体平面工艺技术，并结合ICP刻蚀，使外延层根据芯片尺寸要求分离成多个大发光模块，且每个大发光模块至少分离成两个小发光模块，并同时在每个小发光模块上刻蚀出用于形成N电极的N型半导体层台面结构；

（3）、通过图形曝光技术，使用ICP刻蚀或者使用激光切割方式，使步骤2的大模块中的各小模块之间相互绝缘并独立，具体是将各小模块之间的导电物质全部去除，具体深度到衬底上表面；

（4）、分别在小模块的P型半导体层表面通过离子注入方式注入不同比例浓度的包含In和Al元素的离子至量子阱区域；

（5）、在P型半导体层表面蒸镀一层透明导电层,通过图形曝光蚀刻后蒸镀P、N电极，并且曝光的图形连接各小颗发光模块，再用蒸镀或者化镀金属的方式制作出各个小发光模块之间的电路连接桥和各小发光模块的P、N电极焊垫，各小颗发光模块可串联或者并联；

（6）、利用激光或钻石刀切割外延片的衬底，研磨抛光解理，从而形成包含至少两个小发光模块的LED芯片。

9.根据权利要求8所述的一种所需颜色发光二极管芯片的制作方法，其特征在于：所述衬底可以是蓝宝石、Si或SiC衬底。

10.根据权利要求9所述的一种所需颜色发光二极管芯片的制作方法，其特征在于：所述N型半导体层中掺杂有Si，所述P型半导体层中掺杂有Mg，所

述量子阱层为GaN/InGaN单量子阱或GaN/InGaN多量子阱。