一种多峰发光二极管结构及其封装器件的制作方法

本发明涉及发光二极管，尤其是指一种多峰发光二极管结构及其封装器件。

背景技术：

1、类太阳光照明是一种模拟自然光的人工光源，通常采用多颗不同波长的芯粒集成到一个封装体中实现类太阳光照明，这种形式的封装体光谱的调制相对比较局限，需要比较复杂的调制电路，实现单颗芯粒不同时间段的输入电流/光强调制。这样不仅增加了成本和功耗，也降低了光效和稳定性。

2、另一方面，传统的显示屏也采用了类似的技术，即三颗不同波长（蓝、绿、红）的芯粒集成到一个封装体上。显示屏需要通过三个电流的调节来达到蓝/绿/红光不同发光强度的配比，从而实现不同颜色的显示。然而，这种方式的发光强度的集中度并没有那么好，电流的调节会相对比较困难，导致显示效果不理想。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种多峰发光二极管结构及其封装器件，能够改善类太阳光照明不同时段光谱的调制，实现显示屏不同电流下光强的调制。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种多峰发光二极管结构，包括：

3、衬底；

4、第一芯片单元，包括沿所述衬底表面水平方向交替设置的第一外延结构和第二外延结构；

5、第二芯片单元，通过键合的方式设置于所述第一芯片单元上，所述第二芯片单元包括第三外延结构；

6、其中，所述第一外延结构、所述第二外延结构和所述第三外延结构分别为蓝光外延、青绿光外延和红光外延中的一种且各不相同。

7、在本发明的一种实施方式中，所述第一外延结构包括沿所述衬底表面依次设置的第一缓冲层、第一半导体层a、第一活性层和第二半导体层a；所述第二外延结构包括沿所述衬底表面依次设置的第二缓冲层、第一半导体层b、第二活性层和第二半导体层b。

8、在本发明的一种实施方式中，还包括在交替设置的所述第一外延结构和所述第二外延结构上的台阶，所述台阶的低台阶面设置有第一负极焊盘，所述台阶的高台阶面设置有位于多个所述第二半导体层a和多个所述第二半导体层b表面的电流扩散层，所述电流扩散层设置有正极焊盘。

9、在本发明的一种实施方式中，所述电流扩散层表面包括键合区，所述第二芯片单元包括沿所述电流扩散层的键合区依次设置的第一半导体层c、第三活性层、第二半导体层c和第三缓冲层，所述第三缓冲层上设置有第二负极焊盘。

10、在本发明的一种实施方式中，所述第一外延结构为蓝光外延，所述第二外延结构为青绿光外延，所述第一活性层为蓝光活性层，所述第二活性层为青绿光活性层，所有的蓝光活性层和所有的青绿光活性层面积比为0.01~10。

11、在本发明的一种实施方式中，所述第一外延结构为蓝光外延，所述第二外延结构为青绿光外延，所述第一活性层为蓝光活性层，所述第二活性层为青绿光活性层，在所述电流扩散层的键合区，所有的所述第一活性层和所有的所述第二活性层面积比为1~100；在所述电流扩散层的键合区以外区域，所有的所述第一活性层和所有的所述第二活性层面积比为0.01~0.5。

12、在本发明的一种实施方式中，所述第一外延结构为蓝光外延，所述第二外延结构为青绿光外延，所述第一活性层为蓝光活性层，所述第二活性层为青绿光活性层，每个所述第一活性层和每个所述第二活性层的高度差在±100nm；或者，每个所述第二活性层比每个所述第一活性层高10~50nm。

13、在本发明的一种实施方式中，所述衬底远离所述第一芯片单元的一面设置有背面反射层。

14、本发明还提供一种封装器件，包括至少一个所述的多峰发光二极管结构。

15、在本发明的一种实施方式中，封装器件包括：第一多峰发光二极管结构、第二多峰发光二极管结构和第三多峰发光二极管结构，三个多峰发光二极管结构各自的所述第一外延结构均为蓝光外延，各自的所述第二外延结构均为青绿光外延；其中，

16、在所述第一多峰发光二极管结构中，每个蓝光活性层比每个青绿光活性层高0~50nm，和/或所有的蓝光活性层与所有的青绿光活性层面积比为2~10；

17、在所述第二多峰发光二极管结构中，每个蓝光活性层比每个青绿光活性层低50~100nm，和/或所有的蓝光活性层与所有的青绿光活性层面积比为0.01~0.2；

18、在所述第三多峰发光二极管结构中，每个蓝光活性层与每个青绿光活性层高度差在±20nm，和/或所有的蓝光活性层与所有的青绿光活性层面积比为0.8~1.25。

19、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

20、本发明所述的一种多峰发光二极管结构及其封装器件，封装更简单，通过一颗芯片实现蓝/绿（青绿）/红光发射，可以大大降低封装材料和工艺的成本；通过蓝/绿（青绿）外延面积占比，蓝/绿（青绿）光强度比更好控制，由于蓝/绿（青绿）光是在同一颗芯片上发射的，可以通过调节蓝/绿（青绿）外延层的面积比例，来调节蓝/绿（青绿）光的强度比例，本发明能够改善类太阳光照明不同时段光谱的调制，实现显示屏通过不同电流实现光强的调制方式。

技术特征：

1.一种多峰发光二极管结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种多峰发光二极管结构，其特征在于，所述第一外延结构包括沿所述衬底表面依次设置的第一缓冲层、第一半导体层a、第一活性层和第二半导体层a；所述第二外延结构包括沿所述衬底表面依次设置的第二缓冲层、第一半导体层b、第二活性层和第二半导体层b。

3.根据权利要求2所述的一种多峰发光二极管结构，其特征在于，还包括在交替设置的所述第一外延结构和所述第二外延结构上的台阶，所述台阶的低台阶面设置有第一负极焊盘，所述台阶的高台阶面设置有位于多个所述第二半导体层a和多个所述第二半导体层b表面的电流扩散层，所述电流扩散层设置有正极焊盘。

4.根据权利要求3所述的一种多峰发光二极管结构，其特征在于，所述电流扩散层表面包括键合区，所述第二芯片单元包括沿所述电流扩散层的键合区依次设置的第一半导体层c、第三活性层、第二半导体层c和第三缓冲层，所述第三缓冲层上设置有第二负极焊盘。

5.根据权利要求3所述的一种多峰发光二极管结构，其特征在于，所述第一外延结构为蓝光外延，所述第二外延结构为青绿光外延，所述第一活性层为蓝光活性层，所述第二活性层为青绿光活性层，所有的蓝光活性层和所有的青绿光活性层面积比为0.01~10。

6.根据权利要求3所述的一种多峰发光二极管结构，其特征在于，所述第一外延结构为蓝光外延，所述第二外延结构为青绿光外延，所述第一活性层为蓝光活性层，所述第二活性层为青绿光活性层，在所述电流扩散层的键合区，所有的所述第一活性层和所有的所述第二活性层面积比为1~100；在所述电流扩散层的键合区以外区域，所有的所述第一活性层和所有的所述第二活性层面积比为0.01~0.5。

7.根据权利要求2所述的一种多峰发光二极管结构，其特征在于，所述第一外延结构为蓝光外延，所述第二外延结构为青绿光外延，所述第一活性层为蓝光活性层，所述第二活性层为青绿光活性层，每个所述第一活性层和每个所述第二活性层的高度差在±100nm；或者，每个所述第二活性层比每个所述第一活性层高10~50nm。

8.根据权利要求1所述的一种多峰发光二极管结构，其特征在于，所述衬底远离所述第一芯片单元的一面设置有背面反射层。

9.一种封装器件，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-8任一项所述的多峰发光二极管结构。

10.如权利要求9所述的一种封装器件，其特征在于，包括：第一多峰发光二极管结构、第二多峰发光二极管结构和第三多峰发光二极管结构，三个多峰发光二极管结构各自的所述第一外延结构均为蓝光外延，各自的所述第二外延结构均为青绿光外延；其中，

技术总结
本发明涉及一种多峰发光二极管结构及其封装器件。本发明包括衬底；第一芯片单元，包括沿所述衬底表面水平方向交替设置的第一外延结构和第二外延结构；第二芯片单元，通过键合的方式设置于所述第一芯片单元上，所述第二芯片单元包括第三外延结构；其中，所述第一外延结构、所述第二外延结构和所述第三外延结构分别为蓝光外延、青绿光外延和红光外延中的一种且各不相同。本发明能够改善类太阳光照明不同时段光谱的调制，实现显示屏不同电流下光强的调制。

技术研发人员：王锋,张秀敏,陈晓冰,黄慧诗,谢政璋
受保护的技术使用者：普瑞（无锡）研发有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15