[发明专利]一种颜色可控单片LED及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种颜色可控单片LED及其制备方法和应用。本发明的颜色可控单片LED的组成包括衬底、金属键合层、第一绝缘层、反射镜金属层、第一p型GaN层、第一AlGaN电子阻挡层、第一InGaN/GaN多量子阱层、n型GaN层、第二InGaN/GaN多量子阱层、第二AlGaN电子阻挡层、第二p型GaN层、透明电流扩散层、第二绝缘层、第一p电极、n电极和第二p电极，第一和第二InGaN/GaN多量子阱层均独立地为红光量子阱层、绿光量子阱层、蓝光量子阱层、黄光量子阱层中的一种。本发明的单片LED可以实现多色可控发光，色彩均匀性好，器件的质量高。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种颜色可控单片LED及其制备方法和应用。

背景技术

发光二极管(LED)是典型的单色光源，在可见光谱中理想的加色混合，使其非常适合用于情绪照明、面板显示和可见光通信中的颜色可调光源。目前，在实现多色调控及白光的过程中，多采用红-绿-蓝(RGB)光的LED芯片并联，但由于并联设备的发射锥彼此并不完全重叠，空间内颜色变化会导致不理想的颜色混合。光学混合方法(例如：插入额外的漫射器)可以促进来自离散发射器的辐射图案的重叠，但又不可避免地会引入光学损耗以及色彩锐度和丰富度的损失。综上可知，现有的LED并不能完全满足实际应用的需求。

因此，开发一种满足高均匀性要求的单片LED具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种颜色可控单片LED及其制备方法和应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种颜色可控单片LED，其组成包括依次层叠设置的衬底、金属键合层、第一绝缘层、反射镜金属层、第一p型GaN层、第一AlGaN电子阻挡层、第一InGaN/GaN多量子阱层、n型GaN层、第二InGaN/GaN多量子阱层、第二AlGaN电子阻挡层、第二p型GaN层、透明电流扩散层和第二绝缘层，还包括第一p电极、n电极和第二p电极；所述第一p电极与第一p型GaN层形成欧姆接触；所述n电极与n型GaN层形成欧姆接触；所述第二p电极与第二p型GaN层形成欧姆接触；所述第一InGaN/GaN多量子阱层和第二InGaN/GaN多量子阱层均独立地为红光量子阱层、绿光量子阱层、蓝光量子阱层、黄光量子阱层中的一种。

优选的，所述衬底为Si衬底，厚度为50μm～500μm。

优选的，所述金属键合层的组成成分为Ni、Au、Sn、Ti中的至少一种，厚度为0.5μm～5μm。

优选的，所述第一绝缘层为SiO₂层，厚度为100nm～2000nm。

优选的，所述反射镜金属层的组成包括交替排布的多个SiO₂层和多个TiO₂层，厚度为0.5μm～4μm。

优选的，所述第一p型GaN层的厚度为10nm～300nm。

优选的，所述第一AlGaN电子阻挡层的厚度为20nm～40nm。

优选的，所述第一InGaN/GaN多量子阱层的厚度为20nm～100nm。

优选的，所述n型GaN层的厚度为0.5μm～5μm。

优选的，所述第二InGaN/GaN多量子阱层的厚度为20nm～100nm。

优选的，所述第二AlGaN电子阻挡层的厚度为20nm～40nm。

优选的，所述第二p型GaN层的厚度为10nm～300nm。

优选的，所述透明电流扩散层为透明In氧化物导电薄膜、透明Sb氧化物导电薄膜、透明Zn氧化物导电薄膜、透明Sn氧化物导电薄膜中的一种，厚度为10nm～800nm。