[发明专利]发光滤光集成光电子芯片及其制备方法

说明书

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种发光滤光集成光电子芯片及其制备方法。所述发光滤光集成光电子芯片包括：透明衬底，所述透明衬底包括正面、以及与所述正面相对的背面；透明LED器件，位于所述透明衬底的正面，包括沿垂直于所述正面的方向依次叠置的缓冲层、n‑GaN层、InGaN/GaN量子阱层、p‑GaN层，所述透明LED器件至少能够沿所述背面指向所述正面的方向发射具有第一波长的发射光信号；滤光器件，位于所述透明衬底的背面，用于透过第二波长的激发荧光信号、并阻挡所述发射光信号，所述第二波长大于所述第一波长。本发明简化了荧光分析过程中的光路结构，并有助于提高荧光分析结果的准确度和可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种发光滤光集成光电子芯片及其制备方法。

背景技术

在生物样本检测、光谱分析等领域，当光源发射的检测光照射到样品上时，样品会激发出长波长的荧光，且样品的相关信息会加载在荧光上。之后，通过分光、滤光等器件采集激发荧光，以进行数据分析。传统上，荧光分析需要复杂的光路系统，例如需要分别集成光源器件、分光器件和滤光器件，并调整光源器件、分光器件和滤光等器件的相对位置关系，从而实现荧光激发和采集等功能。这些复杂的光路系统不仅会造成荧光分析的成本增加，而且会导致荧光分析装置的体积庞大。另外，各独立的器件(例如光源器件、分光器件和滤光器件)之间位置的微小偏差，都会影响样品检测结果的准确度。

因此，如何简化荧光分析的光路系统，并提高荧光分析结果的准确度，是当前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种发光滤光集成光电子芯片及其制备方法，用于解决现有的荧光分析系统光路结构复杂的问题，并提高荧光分析结果的准确度。

为了解决上述问题，本发明提供了一种发光滤光集成光电子芯片，包括：

透明衬底，所述透明衬底包括正面、以及与所述正面相对的背面；

透明LED器件，位于所述透明衬底的正面，包括沿垂直于所述正面的方向依次叠置的缓冲层、n-GaN层、InGaN/GaN量子阱层、p-GaN层，所述透明LED器件至少能够沿所述背面指向所述正面的方向发射具有第一波长的发射光信号；

滤光器件，位于所述透明衬底的背面，用于仅透过具有第二波长的激发荧光信号，所述第二波长大于所述第一波长。

可选的，所述n-GaN层包括下台面和凸设于所述下台面表面的上台面，所述InGaN/GaN量子阱层位于所述上台面；所述透明LED器件还包括：

n-电极，位于所述下台面；

p-电极，位于所述p-GaN层背离所述InGaN/GaN量子阱层的表面。

可选的，所述上台面、所述InGaN/GaN量子阱层、所述p-GaN层和所述p-电极均呈梳齿状；

在沿垂直于所述正面的方向上，所述p-电极的投影的长度和宽度均小于所述p-GaN层的投影的长度和宽度。

可选的，所述n-电极和所述p-电极均为透明ITO电极。

可选的，所述滤光器件包括沿垂直于所述背面的方向交替叠置的第一子层和第二子层，且所述第一子层与所述第二子层的折射率不同。

可选的，所述第一子层的材料为TiO₂，所述第二子层的材料为SiO₂。

可选的，在沿垂直于所述正面的方向上，所述滤光器件的投影至少完全覆盖所述透明LED器件的投影。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种发光滤光集成光电子芯片的制备方法，包括如下步骤：

提供一透明衬底，所述透明衬底包括正面、以及与所述正面相对的背面；