[发明专利]一种发光二极管的芯片及其制作方法

权利要求书

1.一种发光二极管的芯片，所述芯片包括衬底、以及依次层叠在所述衬底上的未掺杂氮化铝缓冲层、未掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、多量子阱层、P型电子阻挡层、P型氮化镓层和石墨烯薄膜层，所述多量子阱层包括多个铟镓氮子层和多个氮化镓子层，所述多个铟镓氮子层和多个氮化镓子层交替层叠设置，所述石墨烯薄膜层、所述P型氮化镓层、所述P型电子阻挡层、所述多量子阱层中设有从所述石墨烯薄膜层延伸至所述N型氮化镓层的凹槽；所述芯片还包括N型电极和P型电极，所述N型电极设置在所述凹槽内的N型氮化镓层上，所述P型电极设置在所述石墨烯薄膜层上，其特征在于，所述芯片还包括多个二氧化钛纳米棒和多个银纳米颗粒，所述多个二氧化钛纳米棒以阵列方式布置在所述石墨烯薄膜层上，每个所述二氧化钛纳米棒的外壁均设置有多个所述银纳米颗粒，所述石墨烯薄膜层的厚度为10～150nm。

2.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述二氧化钛纳米棒为圆柱体，所述圆柱体的直径为20～80nm。

3.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述二氧化钛纳米棒的长度为300～500nm。

4.一种发光二极管的芯片的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上依次生长未掺杂氮化铝缓冲层、未掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、多量子阱层、P型电子阻挡层、P型氮化镓层，所述多量子阱层包括多个铟镓氮子层和多个氮化镓子层，所述多个铟镓氮子层和多个氮化镓子层交替层叠设置；

在所述P型氮化镓层上形成石墨烯薄膜层；

在所述石墨烯薄膜层、所述P型氮化镓层、所述P型电子阻挡层、所述多量子阱层中开设从所述石墨烯薄膜层延伸至所述N型氮化镓层的凹槽；

在所述凹槽内的N型氮化镓层上设置N型电极，在所述石墨烯薄膜层上设置P型电极；

在所述凹槽内、以及所述N型电极和所述P型电极上形成光刻胶；

在所述石墨烯薄膜层和所述光刻胶上生长多个二氧化钛纳米棒，所述多个二氧化钛纳米棒以阵列方式布置在所述石墨烯薄膜层上；

在每个所述二氧化钛纳米棒的外壁设置多个银纳米颗粒；

去除所述光刻胶和所述光刻胶上的二氧化钛纳米棒，所述石墨烯薄膜层的厚度为10～150nm。

5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述在所述P型氮化镓层上形成石墨烯薄膜层，包括：

采用化学气相沉积技术在镍金属基板上制备石墨烯薄膜；

在所述石墨烯薄膜上涂覆第一层聚甲基丙烯酸甲酯材料；

采用金属腐蚀液溶解所述镍金属基板；

移动所述第一层聚甲基丙烯酸甲酯材料，将所述石墨烯薄膜转移至所述P型GaN层上；

在所述第一层聚甲基丙烯酸甲酯材料上涂覆第二层聚甲基丙烯酸甲酯材料，将所述石墨烯薄膜紧密贴合在所述P型GaN层上；

加热所述第一层聚甲基丙烯酸甲酯材料和所述第二层聚甲基丙烯酸甲酯材料，将所述第一层聚甲基丙烯酸甲酯材料和所述第二层聚甲基丙烯酸甲酯材料紧密粘合；

将所述第一层聚甲基丙烯酸甲酯材料和所述第二层聚甲基丙烯酸甲酯材料浸在丙酮溶液中加热去除。

6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述加热所述第一层聚甲基丙烯酸甲酯材料和所述第二层聚甲基丙烯酸甲酯材料的温度为105℃。

7.根据权利要求5或6所述的制作方法，其特征在于，所述加热所述第一层聚甲基丙烯酸甲酯材料和所述第二层聚甲基丙烯酸甲酯材料的时间为1～9分钟。

8.根据权利要求4～6任一项所述的制作方法，其特征在于，所述在所述石墨烯薄膜层和所述光刻胶上生长多个二氧化钛纳米棒，包括：

将所述衬底放置在盛放有钛酸四丁酯和盐酸的混合溶液的水热反应釜中，钛酸四丁酯和盐酸发生反应，在所述石墨烯薄膜层和所述光刻胶上生长多个二氧化钛纳米棒；

在所述多个二氧化钛纳米棒生长完成之后，将所述混合溶液的温度恢复至所述水热反应釜所在的环境温度；

从所述水热反应釜中取出所述衬底，采用去离子水进行冲洗，并采用氮气吹干。

9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述混合溶液中钛的浓度为0.02～0.2mol/L，所述混合溶液的pH值为6～8，反应的温度为100～200℃，反应的时间为1～10小时。