[发明专利]基于GaN材料的RGBY四色LED及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于GaN材料的RGBY四色LED及其制备方法。其中，该制备方法包括：选取基础层材料；在所述基础层材料表面生长GaN形成蓝色发光材料；利用刻蚀工艺在所述蓝色发光材料内形成凹槽，并在所述凹槽内生长红色发光材料、绿色发光材料及黄色发光材料以形成RGBY发光体；在所述RGBY发光层表面形成键合层；去除所述基础层材料并制备电极。本发明实施例，通过将RGBY四色发光材料集成到单一芯片上，制备工艺简单，制作成本较低，且制备出的四原色LED芯片发光效率高、集成度高体积小。

技术领域

本发明属于半导体工艺，具体涉及一种基于GaN材料的RGBY四色LED及其制备方法。

背景技术

2015年中国家电博览会中，夏普推出的RGBY四色技术一直是其独有的优势，其在之前R、G、B三原色的技术上加入了Y(黄色)像素，大大增加了液晶电视的色彩表现能力。这次夏普将RGBY技术融入到自己的4K电视产品中，不但增加了液晶电视的色彩显示范围，而且还能够让画面更加清晰。

对于LED显示器来说，其同样需要通过增加Y像素来扩展其色域空间，但现有RGBYLED通过采用将红色、绿色、蓝色、黄色芯片封装在一个颗像素中以实现宽色域的色彩显示。但是，由于采用封装工艺会带来体积较大，集成度差，可靠性差等一系列问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种RGBY四色LED及其制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种RGBY四色LED的制备方法，包括：

(a)选取基础层材料；

(b)在所述基础层材料表面生长GaN形成蓝色发光材料；

(c)利用刻蚀工艺在所述蓝色发光材料内形成凹槽，并在所述凹槽内生长红色发光材料、绿色发光材料及黄色发光材料以形成RGBY发光体；

(d)在所述RGBY发光层表面形成键合层；

(e)去除所述基础层材料并制备电极。

在本发明的一个实施例中，步骤(a)包括：

选取Al2O3或者SiC作为所述基础层材料。

在本发明的一个实施例中，步骤(b)包括：

(b1)在所述基础层材料表面生长第一GaN缓冲层；

(b2)在所述第一GaN缓冲层表面生长第一GaN稳定层；

(b3)在所述第一GaN稳定层表面生长第一N型GaN层；

(b4)在所述第一N型GaN层表面生长第一InGaN/GaN多量子阱层；

(b5)在所述第一InGaN/GaN多量子阱层表面生长第一P型AlGaN阻挡层；

(b6)在所述第一P型AlGaN阻挡层表面生长第一P型GaN层以形成所述蓝色发光材料。

在本发明的一个实施例中，步骤(b4)包括：

(b41)在750℃～850℃温度下，在所述第一N型GaN层表面生长厚度为5nm～10nm的第一GaN量子阱层；

(b42)在650℃～750℃温度下，在所述第一GaN量子阱层表面生长厚度为1.5nm～3.5nm的第一InGaN量子阱层；其中，所述第一InGaN量子阱层中In的摩尔含量为10％～20％；

依次重复执行步骤(b41)和步骤(b42)以完成所述第一InGaN/GaN多量子阱层的制备；其中，重复执行次数为8～30次。