[发明专利]InGaN基红光LED芯片结构

说明书

本发明提供一种InGaN基红光LED芯片结构，包括：n型GaN层；发光层，位于n型GaN层上；红光量子点层，位于发光层上，用于将发光层发出的光通过光致发光的方式转换成红光；p型GaN层，位于红光量子点层上；第一分布布拉格反射镜，位于n型GaN层的下方；第二分布布拉格反射镜，位于p型GaN层的上方；第一分布布拉格反射镜用于反射蓝光或同时反射蓝光及红光中的一种，第二分布布拉格反射镜用于反射蓝光或同时反射蓝光及红光中的另一种。本发明通过光致发光方法，获得InGaN基红光LED芯片，解决现有通过电致发光方法难以获得InGaN基红光LED芯片的问题。

技术领域

本发明属于半导体发光器设计及制造领域，特别是涉及一种InGaN基红光LED芯片结构。

背景技术

社会的不断发展以及国家的大力倡导，LED行业成为当今最为活跃的行业之一，LED显示屏产品逐渐走进社会生活的各个领域。与此同时，随着LED显示屏技术创新与发展，单位面积的分辨率高的小间距无缝连接LED显示屏已经成为LED显示屏的主流产品，它可以显示更高清晰度的图像和视频，也可以显示更多的视频和图像画面，尤其是在图像拼接方面的运用，可以做到无缝和任意大面积的拼接。

在当前显示屏行业中，全倒装COB(chip on board)LED显示屏具有优秀的显示效果，且像素间距可做得最小，达到微间距(P0.4)。在全倒装COB产品中，需要使用倒装红光LED(AlGaInP)、倒装绿光LED(InGaN)、倒装蓝光LED(InGaN)。

在红绿蓝倒装LED中，倒装绿光LED、倒装蓝光LED为成熟产品，其制作及使用简单。但红光LED为四元LED，其衬底为不透明GaAs。要获得倒装红光LED，需要将红光晶圆键合到蓝宝石衬底上之后去除GaAs衬底，工艺复杂，良率低下，成本非常高。另外，倒装四元红光LED在使用过程中经常发生由外延膜起皮引起的器件失效。故，高In组分的红光InGaN LED受到关注。

为使LED芯片的发光颜色达到红色，InGaN量子阱中的铟含量至少需要增加到25～35％。目前的技术中，InGaN量子阱生长在GaN薄膜的c面上。由于InGaN与GaN存在较大的晶格失配，InGaN材料中In组分含量越高晶格失配比越大。随着In组分的增加，InGaN量子阱中的压应变逐渐增强。一方面，更强的压应变导致晶体质量下降，降低了芯片的内量子效率。另一方面，压应变会引起压电极化，产生内建电场，内建极化电场使半导体的能带倾斜，电子-空穴对空间分离、波函数交叠量减少，引起发光效率下降、发光峰(吸收边)红移，这种现象被称为量子限制斯塔克效应。因此，在c面生长的InGaN材料中，In组分含量越高，压应力越大，InGaN材料的生长越困难。一般在GaN层上生长的InGaN组分中In组分最高含量约15％，无法达到红光LED的InGaN量子阱中In组分含量的要求。因此，现有技术难以实现InGaN基红光LED芯片。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种InGaN基红光LED芯片结构，用于解决现有技术中难以实现InGaN基红光LED芯片的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种InGaN基红光LED芯片结构，所述InGaN基红光LED芯片结构包括：n型GaN层；发光层，位于所述n型GaN层上；红光量子点层，位于所述发光层上，用于将所述发光层发出的光通过光致发光的方式转换成红光；p型GaN层，位于所述红光量子点层上；第一分布布拉格反射镜，位于所述n型GaN层的下方；第二分布布拉格反射镜，位于所述p型GaN层的上方；所述第一分布布拉格反射镜用于反射蓝光或同时反射蓝光及红光中的一种，所述第二分布布拉格反射镜用于反射蓝光或同时反射蓝光及红光中的另一种。

可选地，所述InGaN基红光LED芯片结构还包括衬底，所述衬底位于所述n型GaN层下方，且所述第一分布布拉格反射镜位于所述衬底下方。