[实用新型]一种新型双色LED芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型双色LED芯片，属于LED发光二极管领域。

背景技术

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。

发明内容

本实用新型的发明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。

本实用新型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、n型GaN层、有源层、p型GaN层、有源层、n型GaN层，及分别在P/N型GaN层上对应的P/N电极，或者衬底，及在衬底上依次生长的缓冲层、p型GaN层、有源层、n型GaN层、有源层、p型GaN层，及分别在P/N型GaN层上对应的P/N电极。机构图见图1a、图1b。

本实用新型的LED芯片的双色光选自红光、蓝光或绿光中两种。

本实用新型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。

本实用新型的另一个发明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。

本发明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n型Si掺杂源和p型Mg掺杂源，具体制备方法如下：在MOCVD反应室中加热衬底，用H2或N2或者H2和N2的混合气体作为载气，通入三甲基镓TMGa或三乙基镓TEGa和NH3生长GaN成核层；然后利用H2做为载气，外延生长非故意掺杂GaN层；然后外延生长n型Si掺杂的GaN层；利用N2做载气，三乙基镓TEGa做Ga源，以三甲基铟TEIn做In源，在n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p型AlGaN电子阻挡层和Mg掺杂的p型GaN层，再生长一层Mg掺杂的p型AlGaN电子阻挡层；利用N2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； H2做为载气，外延生长n型Si掺杂的GaN层。

或者：