基于SiC的多色LED芯片的制作方法

文档序号:14177724阅读:611来源:国知局
基于SiC的多色LED芯片的制作方法

本发明属于led芯片技术领域,具体涉及一种基于sic的多色led芯片。



背景技术:

rgby是新一代液晶技术,四原色技术的一种。rgby是在传统的三原色组成像素的基础上,再增加一个黄色的子像素,形成rgby四色像素。因为增加了黄色y,从而拉大了整个色域,使得使得屏幕可以更加生动地再现黄色、金色这些依靠传统rgb三原色技术难以真实再现的色彩,使画面颜色看起来更多细节、更接近人眼所看到的真实色彩;四原色可以展现高明亮度,提高光利用率,一定程度上降低了整个显示屏的功耗。

现有技术中的rgby四基色技术是将rgb三色芯片和用于发出白光的led芯片封装在一起,当灯珠要显示白光时,可以利用高功率白光替代显示过程中需rgb组合所产生的白光。但是采用封装技术会导致多种芯片混合,存在可靠性差,封装难度大的问题。

因此,如何提供一种结构简单、高可靠性的基于sic的多色led芯片已经成为研究的热点问题。



技术实现要素:

为了解决现有技术中存在的上述问题,本发明提供了一种基于sic的多色led芯片。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基于sic的多色led芯片,包括:蓝光芯片结构10,嵌入所述蓝光芯片结构10内的红光芯片结构20、绿光芯片结构30、黄光芯片结构40,其中,所述红光芯片结构20、所述绿光芯片结构30、所述黄光芯片结构40的底部均位于所述蓝光芯片结构10的缓冲层101内。

在本发明的一个实施例中,所述蓝光芯片结构10包括依次层叠设置的sic衬底11、蓝光gan缓冲层101、蓝光gan稳定层102、蓝光n型gan层103、蓝光有源层104、蓝光p型algan阻挡层105、蓝光p型gan层106。

在本发明的一个实施例中,所述蓝光芯片结构10、所述红光芯片结构20、所述绿光芯片结构30、所述黄光芯片结构40之间采用sio2材料作为隔离层。

在本发明的一个实施例中,所述蓝光芯片结构10、所述红光芯片结构20、所述绿光芯片结构30、所述黄光芯片结构40的截面均为矩形。

在本发明的一个实施例中,所述蓝光芯片结构10、所述红光芯片结构20、所述绿光芯片结构30、所述黄光芯片结构40依次相邻成线性排列。

在本发明的一个实施例中,所述蓝光芯片结构10、所述红光芯片结构20、所述绿光芯片结构30、所述黄光芯片结构40的截面呈正方形排列。

在本发明的一个实施例中,所述矩形的长和宽均大于50微米,小于300微米。

在本发明的一个实施例中,所述矩形的长和宽均等于100微米。

在本发明的一个实施例中,还包括上电极51和下电极52。

本发明的有益效果:

本发明实施例提供一种基于sic的多色led芯片,该基于sic的多色led芯片结构简单、集成度高、成本低、色温调节灵活、占用面积小。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于sic的多色led芯片的结构示意图;

图2为本发明实施例提供的一种蓝光芯片结构的结构示意图;

图3为本发明实施例提供的一种蓝光ingan/gan多量子阱结构示意图;

图4为本发明实施例提供的一种红光芯片槽的结构示意图;

图5为本发明实施例提供的一种红光芯片结构的结构示意图;

图6为本发明实施例提供的一种红光galnp/a1gainp多量子阱结构示意图;

图7为本发明实施例提供的一种绿光芯片槽的结构示意图;

图8为本发明实施例提供的一种绿光芯片结构30的结构示意图;

图9为本发明实施例提供的一种绿光ingan/gan多量子阱结构示意图;

图10为本发明实施例提供的一种黄光芯片槽的结构示意图;

图11为本发明实施例提供的一种黄光芯片结构40的结构示意图;

图12为本发明实施例提供的一种黄光ingan/gan多量子阱结构示意图;

图13为本发明实施例提供的一种基于sic的多色led芯片的俯视截面结构示意图;

图14为本发明实施例提供的一种基于sic的多色led芯片的侧视截面结构示意图;

图15为本发明实施例提供的另一种基于sic的多色led芯片的俯视截面结构示意图;

图16为本发明实施例提供的另一种基于sic的多色led芯片的侧视截面结构示意图;

图17为本发明实施例提供的再一种基于sic的多色led芯片的俯视截面结构示意图;

图18为本发明实施例提供的再一种基于sic的多色led芯片的侧视截面结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

请参见图1、图13、图14,图1为本发明实施例提供的一种基于sic的多色led芯片的结构示意图,图13为本发明实施例提供的一种基于sic的多色led芯片的俯视截面结构示意图;图14为本发明实施例提供的一种基于sic的多色led芯片的侧视截面结构示意图;该基于sic的多色led芯片包括:

蓝光芯片结构10,嵌入所述蓝光芯片结构10内的红光芯片结构20、绿光芯片结构30、黄光芯片结构40,其中,

所述蓝光芯片结构10、所述红光芯片结构20、所述绿光芯片结构30、所述黄光芯片结构40依次相邻;所述红光芯片结构20、所述绿光芯片结构30、所述黄光芯片结构40的底部均位于所述蓝光芯片结构的缓冲层101内。

本发明实施例提供一种基于sic的多色led芯片,该基于sic的多色led芯片结构简单、集成度高、成本低、色温调节灵活、占用面积小。

实施例二

本实施例在上述实施例的基础上,重点对一种基于sic的多色led芯片的结构进行详细描述,该基于sic的多色led芯片包括:

蓝光芯片结构10,嵌入所述蓝光芯片结构10内的红光芯片结构20、绿光芯片结构30、黄光芯片结构40,其中,

所述蓝光芯片结构10、所述红光芯片结构20、所述绿光芯片结构30、所述黄光芯片结构40依次相邻;所述红光芯片结构20、所述绿光芯片结构30、所述黄光芯片结构40的底部均位于所述蓝光芯片结构的缓冲层101内。

其中,所述蓝光芯片结构10包括依次层叠设置的sic衬底11、蓝光gan缓冲层101、蓝光gan稳定层102、蓝光n型gan层103、蓝光有源层104、蓝光p型algan阻挡层105、蓝光p型gan层106。

其中,所述蓝光芯片结构10、所述红光芯片结构20、所述绿光芯片结构30、所述黄光芯片结构40之间具有氧化隔离层。

其中,所述氧化隔离层为sio2。

其中,所述蓝光芯片结构10、所述红光芯片结构20、所述绿光芯片结构30、所述黄光芯片结构40均为矩形。

其中,所述矩形的长和宽均大于50微米,小于300微米。

其中,所述矩形的长和宽均等于100微米。

其中,所述蓝光芯片结构10、所述红光芯片结构20、所述绿光芯片结构30、所述黄光芯片结构40依次相邻成线性排列。

其中,所述蓝光芯片结构10、所述红光芯片结构20、所述绿光芯片结构30、所述黄光芯片结构40为正方形排列。

其中,还包括上电极51和下电极52。其中,上电极51包括蓝光上电极、红光上电极、绿光上电极、黄光上电极。

本发明实施例的基于sic的多色led芯片将蓝光、红光、绿光、黄光四原色发光结构集成到单一芯片上,专用面积小。中间通过sio2氧化隔离层进行隔离,且每个发光结构具有单独的上电极,可以单独控制每种发光结构的发光大小,色温控制灵活。该基于sic的多色led芯片结构简单、集成度高、成本低、色温调节灵活、占用面积小。

实施例三

本实施例在上述实施例的基础上,重点对一种基于sic的多色led芯片的制备方法进行详细描述,包括如下步骤:

s01:选取衬底11,并在所述衬底11上生长蓝光芯片结构10。请参见图2,图2为本发明实施例提供的一种蓝光芯片结构10的结构示意图,具体步骤包括:

s011:选取sic衬底11,在衬底11上生长厚度为3000-5000纳米的蓝光gan缓冲层101,生长温度为400-600℃;

优选地,生长温度为500℃,蓝光gan缓冲层101的厚度为4000纳米。

s012:升温至900-1050℃,在蓝光gan缓冲层101上生长厚度为500纳米-1500纳米的蓝光gan稳定层102;

优选地,蓝光gan稳定层102的生长温度为1000℃,生长厚度为1000纳米。

s013:保持温度不变,在蓝光gan稳定层102上生长200-1000纳米掺si的n型蓝光gan层103,掺杂浓度为1×1018-5×1019cm-3

优选地,蓝光gan层103的生长温度为1000℃,蓝光gan层103的厚度为400纳米,掺杂浓度为1×1019cm-3

s014:请参见图3,图3为本发明实施例提供的一种蓝光ingan/gan多量子阱结构示意图,在蓝光n型gan层103上生长蓝光ingan/gan多量子阱结构作为蓝光有源层104,其中:蓝光ingan量子阱104b的生长温度为650-750℃,蓝光gan势垒104a的生长温度为750-850℃;蓝光ingan/gan多量子阱周期为8-30,蓝光ingan量子阱104b厚度为1.5-3.5纳米,其中in的含量约为10-20%;蓝光gan势垒104a厚度均为5-10纳米;

优选地,蓝光ingan量子阱104b的生长温度为750℃,蓝光gan势垒104a的生长温度为850℃,蓝光ingan量子阱104b的厚度为2.8纳米,蓝光gan势垒104a的厚度为5纳米,蓝光ingan/gan多量子阱周期为20。

其中,in含量依据光波长定,含量越高光波波长越长。

s015:升温至850-950℃,在蓝光ingan/gan多量子阱结构上生长10-40纳米蓝光p型algan阻挡层105。

优选地,蓝光p型algan阻挡层105的生长温度为900℃,其厚度为20纳米。

s016:在所述蓝光p型algan阻挡层105上生长100-300纳米的蓝光p型gan层106,作为接触用。

优选地,蓝光p型gan层106生长温度为900℃,其厚度为200纳米。

s02:在所述蓝光芯片结构10上形成红光灯芯槽,请参见图4和图13,图4为本发明实施例提供的一种红光灯芯槽的结构示意图;图13为本发明实施例提供的一种基于sic的多色led芯片的俯视截面结构示意图;具体包括:

s021:在蓝光p型gan层106表面用pecvd方法淀积第一sio2层,厚度为300-800纳米;

优选地,所述第一sio2层的厚度为500纳米。

s022:在所述第一sio2层上用湿法刻蚀工艺刻蚀红光灯芯窗口,所述窗口为矩形,矩形的长和宽均大于50微米,小于300微米。

优选地,矩形的长和宽相等为100微米。

s023:用干法刻蚀红光灯芯窗口下材料,一直刻蚀到蓝光gan缓冲层101上;

s024:去掉剩余的第一sio2层;

s025:在第一sio2层上淀积第二sio2层,第二sio2层厚度为20-100纳米;

优选地,第二sio2层厚度为50纳米。

s026:用干法刻蚀表面第二sio2层,在红光灯芯槽四周形成第一sio2隔离层12。

s03:在所述红光灯芯槽内生长红光芯片结构20,请参见图5,图5为本发明实施例提供的一种红光芯片结构20的结构示意图;具体包括:

s031:在红光灯芯槽内中,生长红光gan缓冲层201,厚度2000-3000纳米。

优选地,所述红光gan缓冲层201的厚度为2500纳米。

s032:在所述红光gan缓冲层201上生长红光n型gaas缓冲层202,厚度1000-2000纳米,掺杂浓度为1×1017-1×1018cm-3

优选地,红光n型gaas缓冲层202厚度为1500纳米,掺杂浓度为5×1017cm-3

s033:生长红光n型gaas稳定层203,500纳米-1000纳米的,掺杂浓度为1×1018-5×1019cm-3

优选地,红光n型gaas稳定层203的厚度为200纳米,掺杂浓度为1×1019cm-3

s034:请参见图6,图6为本发明实施例提供的一种红光galnp/a1gainp多量子阱结构示意图;在红光n型gaas稳定层203上生长红光galnp/a1gainp多量子阱结构作为红光有源层204,量子阱周期为8-30,红光galnp量子阱厚度为2-10纳米,红光a1gainp势垒204b厚度为5-10纳米;其中al的含量约为10-40%;

优选地,红光galnp量子阱厚度为7纳米,红光a1gainp势垒204b的厚度为7纳米,al含量依据光波长定,含量越高光波波长越长,周期20。

s035:生长红光p型a1gainp阻挡层205,其中al的含量大于30%,掺杂浓度为1×1017-1×1019cm-3,厚度为10-500纳米。

优选地,红光p型a1gainp阻挡层205中al的含量为40%,红光p型a1gainp阻挡层205厚度为100纳米,掺杂浓度为1×1018cm-3

s036:在红光p型a1gainp阻挡层205上生长红光p型gaas层作为红光接触层206,掺杂浓度为1×1017-1×1019cm-3,厚度为100-500纳米。

优选地,红光接触层206的厚度为150纳米,掺杂浓度为1×1018cm-3

s04:在所述蓝光芯片结构10上形成绿光灯芯槽,绿光灯芯槽位于所述红光灯芯槽的相邻位置处,请参见图7并再次参见图13,图7为本发明实施例提供的一种绿光灯芯槽的结构示意图;具体包括:

s041:在蓝光p型gan层106表面用pecvd方法淀积第一sio2层,厚度为300-800纳米;

优选地,所述第一sio2层的厚度为500纳米。

s042:在所述第一sio2层上用湿法刻蚀工艺刻蚀绿光灯芯窗口,所述窗口为矩形,矩形的长和宽均大于50微米,小于300微米。

优选地,矩形的长和宽相等为100微米。

s043:用干法刻蚀绿光灯芯窗口下材料,一直刻蚀到蓝光gan缓冲层101上;优选地,所述绿光灯芯槽的底部位于所述蓝光gan缓冲层101的一半高度上。

s044:去掉剩余的第一sio2层;

s045:在第一sio2层上淀积第二sio2层,第二sio2层厚度为20-100纳米;

优选地,第二sio2层厚度为50纳米。

s046:用干法刻蚀表面第二sio2层,在绿光灯芯槽四周形成第一sio2隔离层12。

s05:在所述绿光灯芯槽内生长绿光芯片结构30;请参见图8,图8为本发明实施例提供的一种绿光芯片结构30的结构示意图;

s051:在绿光芯片制备槽中,生长厚度为3000-5000纳米的绿光gan缓冲层301,生长温度为400-600℃;

优选地,绿光gan缓冲层301生长温度为500℃,厚度为4000纳米。

s052:升温至900-1050℃,在绿光gan缓冲层301上生长厚度为500纳米-1500纳米的绿光gan稳定层302;

优选地,绿光gan稳定层302生长温度为1000℃,厚度为1000纳米。

s053:温度不变,在绿光gan稳定层302上生长200-1000纳米掺si的绿光n型gan层303,掺杂浓度为1×1018-5×1019cm-3

优选地,绿光n型gan层303的生长温度为1000℃,厚度为400纳米,掺杂浓度为1×1019cm-3

s054:请参考图9,图9为本发明实施例提供的一种绿光ingan/gan多量子阱结构示意图;在绿光n型gan层303上生长绿光ingan/gan多量子阱结构作为绿光有源层304,其中绿光ingan量子阱304b的生长温度为650-750℃,绿光gan势垒304a的生长温度为750-850℃;量子阱周期为8-30,绿光ingan量子阱304b厚度为1.5-3.5纳米,其中in的含量约为20-30%;绿光gan势垒厚度均为5-10纳米。

优选地,绿光ingan量子阱304b生长温度为750℃,绿光gan势垒304a生长温度为850℃、绿光ingan量子阱304b厚度为2.8纳米,绿光gan势垒304a厚度为5纳米,in含量依据光波长定,含量越高光波波长越长,量子阱周期为20。

s055:升温至850-950℃,绿光ingan/gan多量子阱结构上生长10-40纳米的绿光p型algan阻挡层305。

优选地,绿光p型algan阻挡层305的生长温度为900℃、绿光p型algan阻挡层305的厚度为20纳米。

s056:在绿光p型algan阻挡层305上生长100-300纳米的绿光p型gan层306,作为接触用。

优选地,绿光p型gan层306的生长温度为850℃,厚度为200纳米。

s06:在所述蓝光芯片结构10上形成黄光灯芯槽;请参见图10,图10为本发明实施例提供的一种黄光灯芯槽的结构示意图;重复步骤s02,在绿光灯芯槽相邻位置处制备黄光灯芯槽。其中,黄光灯芯槽为矩形,矩形的长和宽均大于50微米,小于300微米。

优选地,矩形的长和宽相等为100微米。

s07:在所述黄光灯芯槽内生长黄光芯片结构40;请参见图11,图11为本发明实施例提供的一种黄光芯片结构40的结构示意图;

s071:在黄光灯芯槽中,生长厚度为3000-5000纳米的黄光gan缓冲层401,生长温度为400-600℃;

优选地,黄光gan缓冲层401的生长温度为500℃,厚度为4000纳米。

s072:升温至900-1050℃,在黄光gan缓冲层401上生长厚度为500纳米-1500纳米的黄光gan稳定层402;

优选地,黄光gan稳定层402的生长温度为1000℃,厚度为1000纳米。

s073:温度不变,在黄光gan稳定层402上生长200-1000纳米掺si的黄光n型gan层403,掺杂浓度为1×1018-5×1019cm-3

优选地,黄光n型gan层403的温度为1000℃,厚度为400纳米,掺杂浓度为1×1019cm-3

s074:请参考图12,图12为本发明实施例提供的一种黄光ingan/gan多量子阱结构示意图;在黄光n型gan层403上生长黄光ingan/gan多量子阱结构作为黄光有源层404,其中黄光ingan量子阱404b的生长温度为650-750℃,黄光gan势垒404a的生长温度为750-850℃;量子阱周期为8-30,黄光ingan量子阱404b的厚度为1.5-3.5纳米,其中in的含量约为30-40%;黄光gan势垒404a的厚度为5-10纳米;

优选地,黄光ingan量子阱404b生长温度为750℃,黄光gan势垒404a的生长温度为850℃,黄光ingan量子阱404b的厚度为2.8纳米,黄光gan势垒404a的厚度为5纳米,in含量依据光波长定,含量越高光波波长越长,量子阱周期为20。

s075:升温至850-950℃,黄光ingan/gan多量子阱上生长10-40纳米的黄光p型algan阻挡层405。

优选地,黄光ingan/gan多量子阱生长温度为900℃,厚度为20纳米。

s076:在黄光p型algan阻挡层405上生长100-300纳米的黄光p型gan层406,作为接触用。

优选地,黄光p型gan层406的生长温度为850℃,厚度为200纳米。

s08:制作电极并划片以形成所述基于sic的多色led芯片。

s081:在芯片表面采用pecvd淀积第七sio2层,厚度为300-800纳米,优选地,厚度为500纳米。

s082:应用干法刻蚀工艺,在第七sio2层上所述蓝光灯芯窗口、红光灯芯窗口、绿光灯芯窗口、黄光灯芯窗口上对应分别刻蚀出蓝光下电极窗口、红光下电极窗口、绿光下电极窗口、黄光下电极窗口,刻蚀掉其中的层材料,分别刻蚀到蓝光gan稳定层102、红光n型gaas缓冲层202、绿光gan稳定层302、黄光gan稳定层402。

s083:去掉表面的第七sio2层,再淀积第八sio2层107,厚度为300-800纳米,优选地,第八sio2层107的厚度为500纳米,在所述蓝光p型gan层106、绿光p型gan层206、红光接触层306、黄光p型gan层406上分别刻蚀上电极接触窗口,在蓝光gan稳定层102、红光n型gaas缓冲层202、绿光gan稳定层302、黄光gan稳定层402上分别刻蚀下电极接触窗口。

s084:蒸镀金属cr/pt/au电极,其中,cr厚度为20-40纳米,pt厚度为20-40纳米,au厚度为800-1500纳米;优选地,cr、pt、au的厚度依次为30、30、1200纳米。

s085:对cr/pt/au电极电极进行退火处理,温度为300-500℃,形成金属化合物,并去掉金属;优选地,退火温度为350℃。其中,上电极接触窗口形成上电极引线孔是51,下电极接触窗口形成下电极引线孔是52。请参见图14,图14为本发明实施例提供的一种基于sic的多色led芯片的侧视截面结构示意图;

s086:淀积金属,光刻引线;

s087:采用pecvd工艺淀积sio2钝化层;

s088:图形光刻,露出电极焊盘所在的区域,以便后续封装引金线;

s089:将sic衬11底背面减薄至150微米以下;

s0810:背面镀金属反射层,材料可以为al、ni、ti等。

s0811:划片。

本发明实施例采用在蓝光芯片结构10上依次制作红光灯芯槽、绿光灯芯槽、黄光灯芯槽的工艺,因为在形成灯芯材料过程中,各灯芯槽内材料的淀积必须位置准确,如果采用同时刻槽然后再依次形成灯芯材料的方式会导致各个槽中的灯芯材料不纯,各灯芯槽的材料互相掺杂,导致制备的led芯片质量较差。

根发明实施例在不同的灯芯槽内制作各自的下电极,控制灵活,整体芯片集成度高,占用面积小,散热性好。

实施例三

本实施例在上述实施例的基础上,重点对另一种基于sic的多色led芯片的制备方法进行详细描述,重复上述实施例二的步骤s01~s07依次制备蓝光芯片结构10、红光芯片结构20、绿光芯片结构30、黄光芯片结构40。与上述实施例二不同的是后续步骤变为:

s08:制作透光膜1001;

在所述蓝光p型gan层106、绿光p型gan层206、红光接触层306、黄光p型gan层406上制备透光膜1001,材料可以为tio2或者zns。透光膜1001的厚度是蓝光波长的1/4。

其中,增加制备透光膜通过降低芯片与空气界面之间的fresnel效应来提高出光效率。在led芯片上镀膜,该膜折射率在硅胶与led芯片表面材料之间,当厚度适当时,反射光路长度差在薄膜的两面恰好为半波长,正好可以抵消,除了材料本身会吸收掉一部分光线,其他入射光完全通过,减少了界面上的fresnel消耗,芯片有源层的光就能够更多地辐射出去,由此提高了led的取光效率。

s09:制作电极并划片以形成所述基于sic的多色led芯片。

s091:在芯片表面采用pecvd淀积第七sio2层,厚度为300-800纳米,优选地,厚度为500纳米。

s092:应用干法刻蚀工艺,在第七sio2层上所述红光灯芯槽、所述绿光灯芯槽、所述黄光灯芯槽外刻蚀共用下电极窗口直到所述蓝光gan稳定层102。其中,因为所述红光灯芯槽、所述绿光灯芯槽、所述黄光灯芯槽的底部刻蚀到蓝光gan缓冲层101,蓝光gan缓冲层101与蓝光gan稳定层102层均有一定掺杂,因此,所述蓝光芯片结构10、所述红光芯片结构20、所述绿光芯片结构30、所述黄光芯片结构40可以共用下电极窗口,这样使制作工艺更加简单,结构也更加简单。

s093:请再次参见图15并参见图16,图16为本发明实施例提供的另一种基于sic的多色led芯片的侧视截面结构示意图;去掉表面的第七sio2层,再淀积第八sio2层107,厚度为300-800纳米,优选地,第八sio2层107的厚度为500纳米,在所述增透膜1001上依次刻蚀上电极接触窗口,在蓝光gan稳定层102、红光n型gaas缓冲层202、绿光gan稳定层302、黄光gan稳定层402上分别刻蚀下电极接触窗口。

s094:蒸镀金属cr/pt/au电极,其中,cr厚度为20-40纳米,pt厚度为20-40纳米,au厚度为800-1500纳米;优选地,cr、pt、au的厚度依次为30、30、1200纳米。

s095:对cr/pt/au电极电极进行退火处理,温度为300-500℃,形成金属化合物,并去掉剩余金属;优选地,退火温度为350℃。上电极接触窗口形成上电极引线孔51,下电极接触窗口形成下电极引线孔52。

s096:淀积金属,光刻引线;

s097:采用pecvd工艺淀积sio2钝化层;

s098:图形光刻,露出电极焊盘所在的区域,以便后续封装引金线;

s099:将sic衬11底背面减薄至150微米以下;

s0910:背面镀金属反射层,材料可以为al、ni、ti等。

s0911:划片。

实施例四

本实施例在上述实施例二的基础上,重点对再一种基于sic的多色led芯片的制备方法进行详细描述,重复上述实施例二的步骤s01~s03依次制备蓝光芯片结构10、红光芯片结构20,与上述实施例二不同的后续步骤如下:

s04:在所述蓝光芯片结构10上形成绿光灯芯槽;请参见图7和图17,图7为本发明实施例提供的一种绿光灯芯槽的结构示意图;图17为本发明实施例提供的再一种基于sic的多色led芯片的俯视截面结构示意图;在红光灯芯槽相邻位置蓝光芯片结构10斜对角方向处制备绿光灯芯槽。其中,绿光灯芯槽为矩形,矩形的长和宽均大于50微米,小于300微米。

s041:在蓝光p型gan层106表面用pecvd方法淀积第一sio2层,厚度为300-800纳米;

优选地,所述第一sio2层的厚度为500纳米。

s042:在所述第一sio2层上用湿法刻蚀工艺刻蚀绿光灯芯窗口,所述窗口为矩形,矩形的长和宽均大于50微米,小于300微米。

优选地,矩形的长和宽相等为100微米。

s043:用干法刻蚀绿光灯芯窗口下材料,一直刻蚀到蓝光gan缓冲层101上;优选地,所述绿光灯芯槽的底部位于所述蓝光gan缓冲层101的一半高度上。

s044:去掉剩余的第一sio2层;

s045:在第一sio2层上淀积第二sio2层,第二sio2层厚度为20-100纳米;

优选地,第二sio2层厚度为50纳米。

s046:用干法刻蚀表面第二sio2层,在绿光灯芯槽四周形成第一sio2隔离层12。

优选地,矩形的长和宽相等为100微米。

s05:在所述绿光灯芯槽内生长绿光芯片结构30;请参见图8,图8为本发明实施例提供的一种绿光芯片结构30的结构示意图;

s051:在绿光芯片制备槽中,生长厚度为3000-5000纳米的绿光gan缓冲层301,生长温度为400-600℃;

优选地,绿光gan缓冲层301生长温度为500℃,厚度为4000纳米。

s052:升温至900-1050℃,在绿光gan缓冲层301上生长厚度为500纳米-1500纳米的绿光gan稳定层302;

优选地,绿光gan稳定层302生长温度为1000℃,厚度为1000纳米。

s053:温度不变,在绿光gan稳定层302上生长200-1000纳米掺si的绿光n型gan层303,掺杂浓度为1×1018-5×1019cm-3;

优选地,绿光n型gan层303的生长温度为1000℃,厚度为400纳米,掺杂浓度为1×1019cm-3。

s054:请再次参见图9,在绿光n型gan层303上生长绿光ingan/gan多量子阱结构作为绿光有源层304,其中绿光ingan量子阱304b的生长温度为650-750℃,绿光gan势垒304a的生长温度为750-850℃;量子阱周期为8-30,绿光ingan量子阱304b厚度为1.5-3.5纳米,其中in的含量约为30-40%;绿光gan势垒厚度均为5-10纳米。

优选地,绿光ingan量子阱304b生长温度为750℃,绿光gan势垒304a生长温度为850℃、绿光ingan量子阱304b厚度为2.8纳米,绿光gan势垒304a厚度为5纳米,in含量依据光波长定,含量越高光波波长越长,量子阱周期为20。

s055:升温至850-950℃,绿光ingan/gan多量子阱结构上生长10-40纳米的绿光p型algan阻挡层305。

优选地,绿光p型algan阻挡层305的生长温度为900℃、绿光p型algan阻挡层305的厚度为20纳米。

s056:在绿光p型algan阻挡层305上生长100-300纳米的绿光p型gan层306,作为接触用。

优选地,绿光p型gan层306的生长温度为850℃,厚度为200纳米。

s06:在所述蓝光芯片结构10上形成黄光灯芯槽;请参见图10,图10为本发明实施例提供的一种黄光灯芯槽的结构示意图;重复步骤s02,在绿光灯芯槽相邻位置处制备黄光灯芯槽,蓝光芯片结构10、红光灯芯槽、绿光灯芯槽、黄光灯芯槽位于正方形四角,其中,黄光灯芯槽为矩形,矩形的长和宽均大于50微米,小于300微米。

优选地,矩形的长和宽相等为100微米。

s07:在所述黄光灯芯槽内生长黄光芯片结构40;请参见图11,图11为本发明实施例提供的一种黄光芯片结构40的结构示意图;

s071:在黄光灯芯槽中,生长厚度为3000-5000纳米的黄光gan缓冲层401,生长温度为400-600℃;

优选地,黄光gan缓冲层401的生长温度为500℃,厚度为4000纳米。

s072:升温至900-1050℃,在黄光gan缓冲层401上生长厚度为500纳米-1500纳米的黄光gan稳定层402;

优选地,黄光gan稳定层402的生长温度为1000℃,厚度为1000纳米。

s073:温度不变,在黄光gan稳定层402上生长200-1000纳米掺si的黄光n型gan层403,掺杂浓度为1×1018-5×1019cm-3

优选地,黄光n型gan层403的温度为1000℃,厚度为400纳米,掺杂浓度为1×1019cm-3

s074:请再次参见图12,在黄光n型gan层403上生长黄光ingan/gan多量子阱结构作为黄光有源层404,其中黄光ingan量子阱404b的生长温度为650-750℃,黄光gan势垒404a的生长温度为750-850℃;量子阱周期为8-30,黄光ingan量子阱404b的厚度为1.5-3.5纳米,其中in的含量约为30-40%;黄光gan势垒404a的厚度为5-10纳米;

优选地,黄光ingan量子阱404b生长温度为750℃,黄光gan势垒404a的生长温度为850℃,黄光ingan量子阱404b的厚度为2.8纳米,黄光gan势垒404a的厚度为5纳米,in含量依据光波长定,含量越高光波波长越长,量子阱周期为20。

s075:升温至850-950℃,黄光ingan/gan多量子阱上生长10-40纳米的黄光p型algan阻挡层405。

优选地,黄光ingan/gan多量子阱生长温度为900℃,厚度为20纳米。

s076:在黄光p型algan阻挡层405上生长100-300纳米的黄光p型gan层406,作为接触用。

优选地,黄光p型gan层406的生长温度为850℃,厚度为200纳米。

s08:制作透光膜;

在所述蓝光p型gan层106、绿光p型gan层206、红光接触层306、黄光p型gan层406上制备透光膜,材料可以为tio2或者zns。透光膜的厚度是蓝光波长的1/4。

s09:制作电极并划片以形成所述基于sic的多色led芯片。

s091:在芯片表面采用pecvd淀积第七sio2层,厚度为300-800纳米,优选地,厚度为500纳米。

s092:应用干法刻蚀工艺,在第七sio2层上刻蚀共用下电极窗口,位于蓝光gan稳定层102上。其中,因为所述红光灯芯槽、所述绿光灯芯槽、所述黄光灯芯槽的底部刻蚀到蓝光gan缓冲层101上,蓝光gan缓冲层101与蓝光gan稳定层102层均有一定掺杂,因此,所述蓝光芯片结构10、所述红光芯片结构20、所述绿光芯片结构30、所述黄光芯片结构40可以共用下电极窗口,这样使制作工艺更加简单,结构也更加简单。

s093:请再次参见图17并参见图18,图18为本发明实施例提供的再一种基于sic的多色led芯片的侧视截面结构示意图。去掉表面的第七sio2层,再淀积第八sio2层107,厚度为300-800纳米,优选地,第八sio2层107的厚度为500纳米,在所述蓝光p型gan层106、绿光p型gan层206、红光接触层306、黄光p型gan层406上依次刻蚀上电极接触窗口;

s094:蒸镀金属cr/pt/au电极,其中,cr厚度为20-40纳米,pt厚度为20-40纳米,au厚度为800-1500纳米;优选地,cr、pt、au的厚度依次为30、30、1200纳米。

s095:对cr/pt/au电极电极进行退火处理,温度为300-500℃,形成金属化合物,并去掉剩余金属;优选地,退火温度为350℃。上电极接触窗口形成上电极引线孔51,下电极接触窗口形成下电极引线孔52。

s096:淀积金属,光刻引线;

s097:采用pecvd工艺淀积sio2钝化层;

s098:图形光刻,露出电极焊盘所在的区域,以便后续封装引金线;

s099:将sic衬11底背面减薄至150微米以下;

s0910:背面镀金属反射层,材料可以为al、ni、ti等。

s0911:划片。

与现有技术相比,本发明提供一种基于sic的多色led芯片的制备方法,该方法制备的基于sic的多色led芯片其集成度高、成本低、色温调节灵活、体积小。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

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