[发明专利]一种双联节能LED半导体芯片及降低功耗的方法

摘要

本发明涉及一种双联节能LED半导体芯片，它由十部分组成，分别是直流电源、导线、正极铜电极、P‑GaN薄膜、GaN薄膜、N‑GaN薄膜、N‑GaN基板、HfO2薄膜、P‑ZnO薄膜、负极铜电极。电子由负极铜电极导入，分别在右侧的发光层HfO2薄膜与左侧的发光层GaN薄膜内与空穴复合并发射光子。根据热致发光原理，HfO2薄膜发射的光子能量大于电场做功，多出的这部分能量来源于左侧发光层GaN薄膜释放的热量。本发明提出了一种采用电致发光与热致发光相结合的方法降低功耗的双联LED半导体芯片，以促进LED技术向节能降耗方向的发展。

主权项

1.一种双联节能LED半导体芯片，其特征在于：所述的LED半导体芯片由十部分组成，分别是直流电源、导线、正极铜电极、P‑GaN薄膜、GaN薄膜、N‑GaN薄膜、N‑GaN基板、HfO2薄膜、P‑ZnO薄膜、负极铜电极，直流电源通过导线分别与正极铜电极、负极铜电极连接，电流通过正极铜电极导入LED半导体芯片，由负极铜电极回流入电源，驱动电子定向运动，在矩形N‑GaN基板上集成了六片PN结芯片，左边三个为N‑GaN/GaN/P‑GaN构成的PN结，右边三个为P‑ZnO/HfO2/N‑GaN构成的PN结，N‑GaN基板采用化学气相沉积工艺制备，左边N‑GaN薄膜采用化学气相沉积工艺制备并沉积在N‑GaN基板上，GaN薄膜采用化学气相沉积工艺制备并沉积在左边N‑GaN薄膜上，左边P‑GaN薄膜采用化学气相沉积工艺制备并沉积在GaN薄膜上，正极铜电极采用物理气相沉积方法获得并沉积在P‑GaN薄膜上，右边P‑ZnO薄膜采用化学气相沉积工艺制备并沉积在N‑GaN基板上，右边HfO2薄膜采用化学气相沉积工艺制备并沉积在P‑ZnO薄膜上，右边N‑GaN薄膜采用化学气相沉积工艺制备并沉积在HfO2薄膜上，负极铜电极采用物理气相沉积方法获得并沉积在N‑GaN薄膜上，左边的发光PN结属于电致发光PN结，电子与空穴复合时除了释放光子外还将释放大量的热能，热能通过基板N‑GaN传递给右边N‑GaN/HfO2/P‑ZnO构成的PN结，由于N‑GaN/HfO2/P‑ZnO具有阶梯型的电子势阱结构，使得电子与空穴复合时，使光子获得了大于电场做功的能量，该部分能量来源于从外界获得的热能，因此既能够降低左边LED热负担又能为右边LED提供一部分驱动发光的热能。