[发明专利]一种双波长LED芯片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体发光器件技术领域，尤其涉及一种双波长LED芯片及其制备方法。

背景技术

发光二极管（Light-EmittingDiode，LED）是一种能发光的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。而用途也由初时作为指示灯、显示板等；随着技术的不断进步，发光二极管已被广泛的应用于显示器、电视机采光装饰和照明。

目前的发光二极管大多只能发出单一波长的光，例如，商用的LED白色照明光源，通常是由蓝光GaN基LED激发黄光YAG荧光粉来获得。然而，这种方法会存在色温不均匀，蓝光激发荧光粉过程中的能量损失，此外，还会增加额外封装成本等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种解决上述问题的双波长LED芯片及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：一种双波长LED芯片，所述双波长LED芯片从下向上依次包括：

衬底；

位于所述衬底上的N型半导体层；

位于所述N型半导体层上的第一发光层；

位于所述第一发光层上的第二发光层；

位于所述第二发光层上的P型半导体层；

其中，所述第一发光层为第一InGaN/GaN量子阱层，所述第二发光层为第二InGaN/GaN量子阱层，所述第一InGaN/GaN量子阱层和所述第二InGaN/GaN量子阱层中的In的组分不同，使得所述双波长LED芯片受激发时发出两种不同波长的光。

作为本发明的进一步改进，所述N型半导体层具有线位错。

作为本发明的进一步改进，所述第一发光层和所述第二发光层具有倒六角锥形的三维载流子传输结构，所述倒六角锥形的三维载流子传输结构作为电流传输通道将空穴分别注入到所述第一发光层和所述第二发光层中。

作为本发明的进一步改进，所述第一InGaN/GaN量子阱层包括堆叠3~12个周期的2~3nmInGaN层和10~15nm的GaN层。

作为本发明的进一步改进，所述第二InGaN/GaN量子阱层包括堆叠3~6个周期的2~3nmInGaN层和5~12nm的GaN层。

作为本发明的进一步改进，在所述衬底和所述N型半导体层之间还设有非故意参杂半导体层。

相应地，一种LED芯片的制备方法，所述方法包括：

提供一衬底；

在衬底上生长N型半导体层；

在N型半导体层上生长第一发光层，所述第一发光层为第一InGaN/GaN量子阱层；

在第一发光层上生长第二发光层，所述第二发光层为第二InGaN/GaN量子阱层；

在第二发光层上生长P型半导体层；

制作P电极和N电极；

其中，所述第一InGaN/GaN量子阱层和所述第二InGaN/GaN量子阱层中的In的组分不同，使得所述双波长LED芯片受激发时发出两种不同波长的光。

作为本发明的进一步改进，所述LED芯片的制备方法还包括：

在步骤“在衬底上生长N型半导体”前在衬底上生长非故意参杂半导体层。

作为本发明的进一步改进，所述“在N型半导体上生长第一发光层”步骤具体为：

将温度控制在780~850℃生长10~15nm的GaN层，然后将温度控制在720~760℃生长2~3nm的InGaN量子阱层，重复上述两个步骤3~12个周期，形成第一InGaN/GaN量子阱层，其中，GaN层的生长速率为0.04~0.08nm/s。

作为本发明的进一步改进，所述“在第一发光层上生长第二发光层”步骤具体为：将温度控制在780~850℃生长5~12nm的GaN层，然后将温度控制在720~760℃生长2~3nm的InGaN量子阱层，重复上述两个步骤3~6个周期，形成第二InGaN/GaN量子阱层，其中，GaN层的生长速率为0.02~0.05nm/s。