[发明专利]一种白光发光二极管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种具有光子晶体的白光发光二极管的制作方法。

背景技术

目前III-V族半导体光电材料被誉为第三代半导体材料。而氮化镓系发光二极管，由于可以通过控制材料的组成来制作出各种色光(尤其是需要高能隙的蓝光或紫光)的发光二极管(简称为“LED”)，而成为业界研究的重点。

氮化镓基白光发光二极管的制备方法目前主要是采用蓝光发光二极管加黄色荧光粉。通过蓝光发光二极管激发黄色荧光粉发出黄光，再与蓝色发光二极管发出的蓝光相混合，形成一种类白光光源。目前以蓝光芯片加黄色荧光粉制备白光发光二极管的方法均是将黄色荧光粉混合置于蓝光芯片之上，即将荧光粉与硅胶混合，充填在透镜内部芯片之上的空隙中；或者将荧光粉做成板状压置在发光二极管芯片之上。或者将荧光粉混合于陶瓷基板内部，通过蓝光LED激发陶瓷基板而发光。

目前国外比较新颖的做法是将荧光粉置于封装玻璃透镜中(如美国专利US7858408B2)，LED芯片与透镜之间无需再充填荧光粉；另一方法是将荧光粉涂于芯片表面(如欧洲专利EP2105976A2)，将黄色荧光粉涂覆在LED芯片表面，LED发出的光直接激发表面黄色荧光粉。但是这两种方法不但制作工艺复杂，而且费时费力，极大地增加了LED的制作成本。

发明内容

为此目的，本发明提供了一种具有光子晶体的白光发光二极管，其包括：衬底、n型接触层、活性发光层、p型接触层，所述活性发光层位于n型接触层和p型接触层中间；所述多孔状光子晶体制作在所述发光二极管的表层，其孔状内部填充有纳米量级的荧光粉，其表面覆盖有透明电极。

本发明提供的白光LED制作方法无需再将荧光粉与硅胶混合或者至于玻璃透镜内，而是将荧光粉直接置于芯片表面的凹坑，制作工艺简单、成本低是本发明的另一最大特点。

附图说明

图1是本发明中具有光子晶体的正装结构氮化镓系发光二极管结构示意图；

图2是本发明中的具有光子晶体的垂直结构氮化镓系发光二极管结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明公开了一种具有光子晶体的发光二极管，其包括：衬底、n型接触层、活性发光层、p型接触层，所述活性发光层位于n型接触层和p型接触层中间；所述多孔状光子晶体制作在所述发光二极管的表层，其孔状内部填充有纳米量级的荧光粉，其表面覆盖有透明电极。

所述发光二极管可以为正装、倒装或垂直结构，在正装结构中，所述多孔状光子晶体制作在p型接触层；在倒装结构中，所述多孔状光子晶体制作在表层衬底中；而在垂直结构中，所述多孔状光子晶体制作在n型接触层。

上述发光二极管可以根据需要，在n型接触层和p型接触层之间制作其它的层，以提高发光二极管的性能，这在本领域中属于公知，在此不作详述。

根据本发明的优选实施例，图1示出了一种正装结构的氮化镓系发光二极管，如图1所示，氮化镓系发光二极管包括：

一衬底11，以(0001)向蓝宝石(Al2O3)为衬底11，其他可用于衬底11的材质还包括R-面或A-面的氧化铝单晶、6H-SiC、4H-SiC、或晶格常数接近于氮化物半导体的单晶氧化物。制备中采用高纯NH3作N源，高纯H2和N2的混合气体作载气；三甲基镓或三乙基镓作Ga源，三甲基铟作In源，三甲基铝作Al源；n型掺杂剂为硅烷，p型掺杂剂为二茂镁。

一氮化镓成核层12，该氮化镓成核层12制作在衬底11上。

一缓冲层13，该缓冲层13制作在成核层12上，由氮化镓构成。

一n型接触层14，该n型接触层14制作在缓冲层13上，该n型接触层14由n型氮化镓构成。

一活性发光层15，该活性发光层15制作在n型接触层14上并覆盖所述n型接触层14的部分表面，所述活性发光层15是由铟镓氮薄层和氮化镓薄层交互层叠形成的多周期的量子阱结构构成的。

一p型电子阻挡层16，该p型电子阻挡层16制作在活性发光层15的氮化镓薄层上，该p型电子阻挡层16由铝镓氮构成。

一p型接触层17，该p型接触层17制作在p型电子阻挡层16上，该p型接触层17由p型氮化镓构成。