[发明专利]一种发出近红外光的氮化镓基LED芯片结构

说明书

技术领域

本发明涉及LED领域，具体涉及一种发出近红外光的氮化镓基LED芯片结构。

背景技术

LED灯是现在广泛应用的照明灯具，具有体积小、亮度高、耗电量低、发热少、使用寿命长、环保等优点，并且具有繁多的颜色种类，深受消费者的喜爱。其中白光和黄光的LED灯主要用于日常照明。

LED灯的生产可大致分为三个步骤：一是LED发光芯片的制作，二是线路板的制作和LED发光芯片的封装，三是LED灯的组装。LED灯内最重要的部件是LED发光芯片，LED发光芯片的主体是一个发光PN结，主要由N型半导体、P型半导体和夹在两者之间的发光层组成，N型半导体和P型半导体上分别设置有金属电极，并在通电后发光。LED发光芯片发出的光线颜色主要由芯片材料决定，如现有的LED发光芯片大多采用氮化镓半导体材料制作，发出蓝光。采用蓝光LED发光芯片制作其他的单色LED灯时，需要在封装步骤中掺入荧光粉，荧光粉受激发后发出的光与LED发光芯片的蓝光混合后成为其他颜色的光线。

此外，现有的LED发光芯片一般在发光PN结外覆盖一层钝化层（SiO₂层），起保护作用，光阻层（由光刻胶形成）设置在钝化层外。由于现有的LED发光芯片在制作过程中需要分别添加钝化层和光阻层，之后还需对金属电极上方的光阻层和钝化层分别进行蚀刻，使金属电极外露，工序繁琐，制作麻烦，增加成本；同时，由于SiO₂是硬性材料，抗冲击、抗压的能力较差，钝化层不能很好起到保护作用。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种发出近红外光的氮化镓基LED芯片结构，利用软性材料的光刻胶取代钝化层对芯片主体进行保护，同时在光阻层内掺入量子点，调节LED发光芯片发出的光线，使其接近红外光。

本发明为解决其技术问题采用的技术方案是：

一种发出近红外光的氮化镓基LED芯片结构，包括衬底，所述衬底上依次设置有N-GaN层、发光层和P-GaN层，形成LED晶圆，所述LED晶圆外直接覆盖有光阻层，所述光阻层由透明绝缘的光刻胶通过光刻工艺形成，所述光刻胶内均匀混合有量子点,所述量子点包括GaAs、CdHgTe、Ag₂S中的任意一种材料或几种的复合材料。

作为上述技术方案的进一步改进，所述量子点还包括PbS、CdTe、CdS中的任意一种或几种材料。

作为上述技术方案的进一步改进，所述N-GaN层和P-GaN层上分别设置有金属电极，所述光阻层上设置有使金属电极外露的缺口。

本发明的有益效果是：

本发明采用掺有量子点的光刻胶制成的光阻层覆盖LED晶圆，由于光刻胶是软性材料，抗冲击、抗压的能力比硬性材料的SiO₂更为优秀，因此光阻层可取代钝化层更好的起到保护作用；光阻层取代钝化层还减少了设置钝化层和蚀刻钝化层两道工序，提高了LED发光芯片的生产效率，并降低制造成本；同时由于光阻层内带有GaAs、CdHgTe、Ag₂S中的任意一种或几种量子点，量子点受到激发后，发出近红外光的光线，可实现氮化镓LED芯片发近红外光的功能。

附图说明

以下结合附图和实例作进一步说明。

图1是本发明的一种发出近红外光的氮化镓基LED芯片结构的结构示意图。

具体实施方式

参照图1，本发明提供的一种发出近红外光的氮化镓基LED芯片结构，包括衬底10，所述衬底10上由下至上依次设置有N-GaN层20、发光层30和P-GaN层40，形成LED晶圆，其中N-GaN层20部分暴露在发光层30外。所述N-GaN层20的暴露区上设置有与电源负极连接的金属电极52，P-GaN层40上设置有与电源正极连接的金属电极51。本实施例的LED晶圆采用氮化镓基材料制作，通电激发后发出蓝光或绿光。

LED晶圆外设置有光阻层60，光阻层60是将预先掺有量子点的透明绝缘的光刻胶涂抹在LED晶圆外，再通过曝光形成，光阻层60上设置有使金属电极51、52外露的缺口。

光刻胶中所添加的量子点包括GaAs、CdHgTe、Ag2S中的任意一种材料或几种的复合材料。

进一步，所述量子点还可以包括PbS、CdTe、CdS中的任意一种或几种。