CN203406317U - 一种高发光效率的GaN基LED芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高发光效率的GaN基LED芯片，主要由异质衬底层、n-GaN层、量子阱层、p-GaN层和金属纳米粒层组成；n-GaN层、量子阱层和p-GaN层构成核心芯片，核心芯片位于异质衬底层上，核心芯片最底层为n-GaN层，n-GaN层上为量子阱层，量子阱层上为由金属纳米粒子层和p-GaN层组成的复合层。该芯片提高了LED芯片发光效率，且结构简单，易于制备。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种LED芯片，尤其涉及一种GaN基LED芯片。
背景技术
近年来随着半导体技术的发展，LED由于高效、节能和使用寿命长等特点，已广泛应用各个领域。LED器件的核心部分为LED芯片，要想得到大功率LED器件，就必须制备合适的大功率LED芯片。目前常用的大功率LED芯片有：
大尺寸LED芯片即：增大单体LED芯片的有效发光面积和尺寸。但是简单的增大发光面积不能有效解决散热和出光问题。
表面粗化的LED芯片即：采用粗化结构来达到提高光提取效率，通过增大粗化结构芯片电极和透明导电层之间的接触面积，减小器件的工作电压，来提高发光效率的LED芯片。但是，粗化的尺寸和深度不易控制，导致GaN片表面粗化的效果不一致，光提取效率的提高不均匀。
发明内容
为了克服上述现有技术缺点，本实用新型的目的在于提供一种高发光效率的GaN基LED芯片，其特点是该芯片通过生长金属纳米粒子层，提高了LED芯片发光效率，且结构简单，易于制备。
本实用新型所采用的技术方案是：一种高发光效率的GaN基LED芯片，主要由异质衬底层、n-GaN层、量子阱层、p-GaN层和金属纳米粒层组成；其特征在于，异质衬底层上为n-GaN层，n-GaN层上为量子阱层，量子阱层上为由p-GaN层和金属纳米粒子层组成的复合层，n-GaN层、量子阱层和p-GaN层构成核心芯片，核心芯片位于异质衬底层上。
所述的复合层中金属纳米粒子层位于p-GaN层上表面或嵌入在p-GaN层中。
所述的金属纳米粒子粒径为10nm-150nm，金属纳米粒子层厚度为50nm-1μm。
所述的n-GaN层的厚度为2μm-4μm。
所述的核心芯片的厚度为6μm-10μm。
所述的异质衬底层的材料为蓝宝石、硅、SiC或金属。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为金属纳米层在p-GaN层上表面的单层量子阱层LED芯片的结构图；
图2为金属纳米层嵌入在p-GaN层中的单层量子阱层LED芯片的结构图；
图3为金属纳米层在p-GaN层上表面的多层量子阱层LED芯片的结构图；
图4为金属纳米层嵌入在p-GaN层中的多层量子阱层LED芯片的结构图；
附图中：1为异质衬底，2为n-GaN层，3为量子阱层，4为p-GaN层，5为金属纳米粒子层，6为由p-GaN层和金属纳米粒子层组成复合层。
具体实施方式
实施例1
如图1，一种高发光效率的GaN基LED芯片，主要由异质衬底层1、n-GaN层2、量子阱层3、p-GaN层4和金属纳米粒层5组成；异质衬底层1上为n-GaN层2，n-GaN层2上为量子阱层3，量子阱层3上为p-GaN层4，p-GaN层4上为金属纳米粒子层5，n-GaN层2、量子阱层3和p-GaN层4构成核心芯片7，核心芯片7位于异质衬底层1上。其具体制作步骤如下：
步骤1：采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法在异质衬底层上依次生长25nm厚的n-GaN层，3nm厚的单层量子阱层，10nm厚的p-GaN层，形成GaN外延片，其中所述异质衬底为蓝宝石，硅，碳化硅或金属；
步骤2：将GaN外延片放入PECVD，在p-GaN层之上沉积一层50nm-1am金属纳米粒子，形成金属纳米粒子层。
实施例2
如图2，一种高发光效率的GaN基LED芯片，主要由异质衬底层1、n-GaN层2、量子阱层3、p-GaN层4和金属纳米粒层5组成；异质衬底层1上为n-GaN层2，n-GaN层2上为量子阱层3，量子阱层3上为由p-GaN层4，金属纳米粒子层5嵌入p-GaN层4中，n-GaN层2、量子阱层3和p-GaN层4构成核心芯片7，核心芯片7位于异质衬底层1上。其具体制作步骤如下：
步骤1：采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法在异质衬底层上依次生长25nm厚的n-GaN层，3nm厚的单层量子阱层，10nm厚的p-GaN层，形成GaN外延片，其中所述异质衬底为蓝宝石，硅，碳化硅或金属；
步骤2：将GaN外延片放入PECVD，在p-GaN层之上沉积一层50nm-100nm金属纳米粒子，形成金属纳米粒子层；
步骤3：将步骤2得到的片子再次使用MOCVD方法在金属纳米粒子层表面生长10nm厚的p-GaN层。
实施例3
如图3，一种高发光效率的GaN基LED芯片，主要由异质衬底层1、n-GaN层2、量子阱层3、p-GaN层4和金属纳米粒层5组成；异质衬底层1上为n-GaN层2，n-GaN层2上为量子阱层3，量子阱层3上为由p-GaN层4，p-GaN层4上为金属纳米粒子层5，n-GaN层2、量子阱层3和p-GaN层4构成核心芯片7，核心芯片7位于异质衬底层1上。其具体制作步骤如下：
步骤1：采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法在异质衬底层上依次生长25nm厚的n-GaN层，(2nm InGaN+10nm GaN)*5多量子阱层，10nm厚的p-GaN层，形成GaN外延片，其中所述异质衬底为蓝宝石，硅，碳化硅或金属：
步骤2：将GaN外延片放入PECVD，在p-GaN层之上沉积一层50nm-1μm金属纳米粒子，形成金属纳米粒子层。
实施例4
如图4，一种高发光效率的GaN基LED芯片，主要由异质衬底层1、n-GaN层2、量子阱层3、p-GaN层4和金属纳米粒层5组成；异质衬底层1上为n-GaN层2，n-GaN层2上为量子阱层3，量子阱层3上为由p-GaN层4，金属纳米粒子层5嵌入p-GaN层4中，n-GaN层2、量子阱层3和p-GaN层4构成核心芯片7，核心芯片7位于异质衬底层1上。其具体制作步骤如下：
步骤1：采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法在异质衬底层上依次生长25nm厚的n-GaN层，(2nm InGaN+10nm GaN)*5多量子阱层，10nm厚的p-GaN层，形成GaN外延片，其中所述异质衬底为蓝宝石，硅，碳化硅或金属；
步骤2：将GaN外延片放入PECVD，在p-GaN层之上沉积一层50nm-100nm金属纳米粒子，形成金属纳米粒子层；
步骤3：将步骤2得到的片子再次使用MOCVD方法在金属纳米粒子层表面生长10nm厚的p-GaN层。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡是在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改和等同替换等，均属于该发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种高发光效率的GaN基LED芯片，由异质衬底层、n-GaN层、量子阱层、p-GaN层和金属纳米粒子层组成；其特征在于，n-GaN层、量子阱层和p-GaN层构成核心芯片，核心芯片位于异质衬底层上，核心芯片最底层为n-GaN层，n-GaN层上为量子阱层，量子阱层上为由金属纳米粒子层和p-GaN层组成的复合层。
2.根据权利要求1所述的一种高发光效率的GaN基LED芯片，其特征在于：所述的复合层中，金属纳米粒子层位于p-GaN层上表面或嵌入在p-GaN层中。
3.根据权利要求1所述的一种高发光效率的GaN基LED芯片，其特征在于：所述的金属纳米粒子粒径为10nm-150nm，金属纳米粒子层厚度为50nm-1μm。
4.根据权利要求1所述的一种高发光效率的GaN基LED芯片，其特征在于：所述的n-GaN层的厚度为2μm-4μm。
5.根据权利要求1所述的一种高发光效率的GaN基LED芯片，其特征在于：所述的核心芯片的厚度为6μm-10μm。
6.根据权利要求1所述的一种高发光效率的GaN基LED芯片，其特征在于：所述的异质衬底层的材料为蓝宝石、硅、SiC或金属。
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| CN104201258A (zh) * | 2014-08-22 | 2014-12-10 | 浙江大学城市学院 | 基于等离子体高调制带宽的可见光通信发光二极管及其制备方法 |
| CN112186081A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-01-05 | 华灿光电(苏州）有限公司 | 发光二极管外延片及其制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN104201258B (zh) * | 2014-08-22 | 2017-06-09 | 浙江大学城市学院 | 基于等离子体高调制带宽的可见光通信发光二极管的制备方法 |
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