发光二极管晶粒及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种发光二极管晶粒及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 目前，发光二极管化i曲t血itting Diode, LED)晶粒产生白光的发光原理包括： (a).使用藍光LED晶粒发出的光激发黄色英光粉；化).采用H原色LED晶粒(红、绿、藍光 LED晶粒）并联在电路中，各LED晶粒发出的光进行混光。然而，W上发光原理各自存在缺 点：发光原理（a)的缺点是演色性不佳；发光原理化）的缺点是H原色L邸晶粒各自的电子 回路设计成本较高，且近距离混色性不佳。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，有必要提供一种演色性及混色性较佳，且成本较低的发光二极管晶粒 及其制造方法。
[0004] -种发光二极管晶粒，包括： 第一半导体层； 形成在第一半导体层上的第一发光层，所述第一发光层发出第一种颜色光； 形成在第一发光层上的第二发光层，所述第二发光层发出与第一种颜色光不同的第二 种颜色光；及 形成在第二发光层上的第二半导体层。
[0005] -种发光二极管晶粒的制造方法，包括W下步骤： 提供一基板； 在该基板上形成一第一半导体层； 在该第一半导体层上形成一第一发光层，所述第一发光层发出第一种颜色光； 在该第一发光层上形成一第二发光层，所述第二发光层发出与第一种颜色不同的第二 种颜色光；W及 在该第二发光层上形成一第二半导体层。
[0006] 在本发明的发光二极管晶粒中，第一发光层及形成在第一发光层上的第二发光层 形成在同一发光二极管晶粒中，第一发光层发出的第一种颜色光与第二发光层发出的第二 种颜色光能够充分混合形成与第一、二种颜色光不同的另一种颜色光，发光二极管晶粒的 演色性及混色性较佳，且成本较低。
【附图说明】
[0007] 图1为本发明一实施例提供的发光二极管晶粒的二维剖面示意图。
[0008] 图2为与图1对应的发光二极管晶粒的H维剖面示意图。
[0009] 图3为在一基板上形成各半导体层的示意图。
[0010] 图4为对图3中的第一发光层及第一半导体层进行处理W形成多个柱体的示意 图。
[0011] 图5为在图4中的第一发光层及第一半导体层上形成第二发光层及第二半导体层 的示意图。
[0012] 图6为图1中的发光二极管晶粒通电产生光线的示意图。
[0013] 图7为藍宝石晶体结构的示意图。
[0014] 主要元件符号说明
如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0015] 请参阅图1及图2,本发明一实施例提供的发光二极管晶粒10包括第一半导体层 12、形成在第一半导体层12上的第一发光层13、形成在第一发光层13上的第二发光层14 及形成在第二发光层14上的第二半导体层15。所述第一发光层13发出第一种颜色光，所 述第二发光层14发出与第一种颜色光不同的第二种颜色光。
[0016] 所述发光二极管晶粒10还包括一基板11。该基板11为藍宝石（Al2〇3)基板、 娃基板或氮化嫁基板。图7所示为藍宝石晶体结构示意图，藍宝石晶体结构包括m平面 (m-plane) Pl、c 平面（c-plane) P2、a 平面（a-plane) P3、;r 平面（r-plane) P4。优选地，所 述第一半导体层12、第一发光层13、第二发光层14及第二半导体层15依次形成在该基板 11的C平面上。
[0017] 所述第一半导体层12与第二半导体层15为不同的渗杂型半导体层。本实施例 中，第一半导体层12为n型氮化物半导体层。具体地，该第一半导体层12的材料可W是n 型氮化嫁（n-GaN)。第二半导体层15为P型氮化物半导体层。具体地，该第二半导体层15 的材料可W是P型氮化嫁（P-GaN)D在其他实施例中，第一半导体层12也可W为P型氮化 物半导体层，第二半导体层15也可W为n型氮化物半导体层。所述第一半导体层12远离 基板11的区域包括一裸露的第一表面121和被第一发光层13、第二发光层14及第二半导 体层15覆盖的一第二表面123。第二半导体层15的底面152与第一半导体层12的第二表 面123相间隔。所述第一发光层13、第二发光层14及第二半导体层15依次形成于第二表 面123上。第一半导体层12的第二表面123上形成多个向上凸出的、呈柱状的第一半导体 层单体122。该多个第一半导体层单体122呈矩阵排列，且彼此等距间隔。
[0018] 所述第一发光层13位于第一半导体层12和第二发光层14之间。所述第二发光 层14位于第一半导体层12和第二半导体层15之间。在本实施例中，所述第一发光层13、 第二发光层14均为多量子阱（multi-quantum well,MQW)结构，所述第一发光层13、第二 发光层14的材料为含钢和嫁的氮化物（In,Gai,N(0《X《1))。该第二发光层14完全覆 盖该第一发光层13表面，使第二发光层14与第一发光层13充分接触，第一发光层13发出 的第一种颜色光与第二发光层14发出的第二种颜色光能够充分混合形成与第一、二种颜 色光不同的另一种颜色光。在本实施例中，该第一发光层13发出藍光，该第二发光层14发 出绿光。
[0019] 该第一发光层13包括层叠在第一半导体层单体122上的多个第一发光层单体 132。该多个第一发光层单体132呈矩阵排列，且彼此等距间隔。该第二发光层14包括多 个第二发光层单体142。各第二发光层单体142呈矩阵排列，且彼此等距间隔。每个第二 发光层单体142对应包覆一第一发光层单体132及一第一半导体层单体122。每个第二发 光层单体142的侧部144对应环绕在一第一发光层单体132及一第一半导体层单体122周 围。每个第二发光层单体142的顶部146为多棱锥状，其横截面呈H角形。第二半导体层 15覆盖在各第二发光层单体142上。
[0020] 每个第二发光层单体142的棱锥状的顶部146的顶点处形成一量子点（quantum dot) 148,该量子点148发出与第一、二种颜色光不同的第H种颜色光。量子点，又称为纳 米晶，是一种由II-VI族或III-V族元素组成的纳米颗粒。量子点的粒径一般介于1~10 纳米（nm)之间，由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成具有分子特性的分立能 级结构，受激后可W发射英光。在本实施例中，该量子点148的材料为含钢和嫁的氮化物 (IrixGai xN(〇《X《1))，该量子点148发出红光。该量子点148发出的红光与第一发光层 13发出的藍光及第二发光层14发出的绿光混合形成白光。
[0021] 如图6所示，每一第二发光层单体142底部发出的光能够不断的在该第二发光层 单体142及其周围的第二发光层单体142之间发生反射，最终从发光二极管晶粒10出光的 一侧向外出射，从而有效地减小了光损失，提高了发光二极管晶粒10的出光效率。
[0022] 所述发光二极管晶粒10还包括形成于第二半导体层15上的一透明导电层16。本 实施例中，该透明导电层16采用的材料是氧化钢锡（IT0)。
[0023] 所述发光二极管晶粒10还包括形成于第一半导体层12的第一表面121上的一第 一电极17及形成于透明导电层16上的一第二电极18。本实施例中，所述第一电极17和第 二电极18分别为n型电极和P型电极。
[0024] 所述发光二极管晶粒10还包括形成于基板11和第一半导体层12之间的一缓冲 层19。该缓冲层19包括第一缓冲层192及第二缓冲层194。第一缓冲层192位于基板11 和第二缓冲层194之间。所述第一半导体层12直接形成在第二缓冲层194上。本实施例 中，第一缓冲层192及第二缓冲层194的材料为非渗杂的氮化嫁。<