[发明专利]白光LED芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种白光LED芯片，其特征在于，包括蓝光外延芯片、导电层、荧光粉层、金属纳米结构层、P型电极和N型电极；

所述蓝光外延芯片包括依次层叠的衬底层、缓冲层、n型半导体层、量子阱层、p型半导体层；

所述导电层蒸镀于蓝光外延芯片的P型半导体层上；所述荧光粉层涂覆在所述导电层上；所述金属纳米结构层生长于所述荧光粉层上。

2.根据权利要求1所述的白光LED芯片，其特征在于，所述金属纳米结构层为银纳米粒子层。

3.根据权利要求1所述的白光LED芯片，其特征在于，所述荧光粉层的材料为钇钻石榴为主体的黄绿荧光粉。

4.根据权利要求2所述的白光LED芯片，其特征在于，所述银纳米粒子的结构为三角锥形，所述三角锥底边长为80-100nm，高为40-60nm；每0.04-0.09μm2所述金属纳米结构层设有一个三角锥形银纳米粒子。

5.根据权利要求1-4任一项所述的白光LED芯片，其特征在于，所述衬底层的材料为蓝宝石、SiC、ZnO、MgO、LiAlO₂、LiGaO₂、石英，玻璃或金属。

6.根据权利要求1-4任一项所述的白光LED芯片，其特征在于，所述量子阱层为InGaN/GaN多量子阱或单量子阱，或InGaN/AlGaInN量子阱。

7.根据权利要求1-4任一项所述的白光LED芯片，其特征在于，所述导电层为280nm的氧化铟锡ITO，所述氧化铟锡ITO中Sn₂O₃与In₂O₃的摩尔比为1:9。

8.权利要求1-7任一项所述的白光LED芯片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）制备蓝光外延芯片，包括依次层叠的衬底层、缓冲层、n型半导体层、量子阱层、p型半导体层；

（2）采用电子束蒸发在p型半导体层上蒸镀导电层；

（3）制备N型电极和P型电极；

（4）将荧光粉通过丝网印刷印制在导电层上，得到荧光粉层；

（5）在步骤（4）得到荧光粉层涂上邻叠氮萘醌类化合物的光刻胶，所述光刻胶上设计制作有圆形阵列的掩模图形，通过曝光、显影、去残胶，在光刻胶上形成圆形凹槽图案的表面，然后浸入AgNO₃、硼氢化钠和柠檬酸钠的混合溶液中，其中AgNO₃的浓度为0.8-1.2mmol/L，硼氢化钠的浓度为0.6-0.9mmol/L，柠檬酸钠的浓度为0.8-1.2mmol/L，在钠灯光源下光照320-360min，采用化学合成方法在圆形凹槽中生成金属纳米粒子，最后将芯片放置到丙酮溶液中，超声去除光刻胶后在荧光粉层上形成金属纳米结构层，即得所述白光LED芯片。

9.根据权利要求8所述的白光LED芯片的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中圆形凹槽的直径为200nm，每0.04-0.09μm²的光刻胶上设计一个圆形凹槽。

10.根据权利要求8所述的白光LED芯片的制备方法，其特征在于，所述AgNO₃、硼氢化钠和柠檬酸钠的混合溶液中AgNO₃的浓度为1mmol/L，硼氢化钠的浓度为0.75mmol/L，柠檬酸钠的浓度为0.99mmol/L。