[发明专利]一种颜色可控单片LED及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种颜色可控单片LED，其特征在于，组成包括依次层叠设置的衬底、金属键合层、第一绝缘层、反射镜金属层、第一p型GaN层、第一AlGaN电子阻挡层、第一InGaN/GaN多量子阱层、n型GaN层、第二InGaN/GaN多量子阱层、第二AlGaN电子阻挡层、第二p型GaN层、透明电流扩散层和第二绝缘层，还包括第一p电极、n电极和第二p电极；所述第一p电极与第一p型GaN层形成欧姆接触；所述n电极与n型GaN层形成欧姆接触；所述第二p电极与第二p型GaN层形成欧姆接触；所述第一InGaN/GaN多量子阱层和第二InGaN/GaN多量子阱层均独立地为红光量子阱层、绿光量子阱层、蓝光量子阱层、黄光量子阱层中的一种。

2.根据权利要求1所述的颜色可控单片LED，其特征在于：所述衬底为Si衬底，厚度为50μm～500μm；所述金属键合层的组成成分为Ni、Au、Sn、Ti中的至少一种，厚度为0.5μm～5μm。

3.根据权利要求1所述的颜色可控单片LED，其特征在于：所述第一绝缘层为SiO₂层，厚度为100nm～2000nm；所述第二绝缘层为SiO₂层，厚度为100nm～2000nm。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的颜色可控单片LED，其特征在于：所述反射镜金属层的组成包括交替排布的多个SiO₂层和多个TiO₂层，厚度为0.5μm～4μm。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述的颜色可控单片LED，其特征在于：所述第一p型GaN层的厚度为10nm～300nm；所述第二p型GaN层的厚度为10nm～300nm。

6.根据权利要求1～3中任意一项所述的颜色可控单片LED，其特征在于：所述第一AlGaN电子阻挡层的厚度为20nm～40nm；所述第二AlGaN电子阻挡层的厚度为20nm～40nm；所述第一InGaN/GaN多量子阱层的厚度为20nm～100nm；所述第二InGaN/GaN多量子阱层的厚度为20nm～100nm。

7.根据权利要求1～3中任意一项所述的颜色可控单片LED，其特征在于：所述n型GaN层的厚度为0.5μm～5μm；所述透明电流扩散层为透明In氧化物导电薄膜、透明Sb氧化物导电薄膜、透明Zn氧化物导电薄膜、透明Sn氧化物导电薄膜中的一种，厚度为10nm～800nm。

8.根据权利要求1～3中任意一项所述的颜色可控单片LED，其特征在于：所述第一p电极的组成成分为Cr、Pt、Au中的至少一种；所述n电极的组成成分为Cr、Pt、Au中的至少一种；所述第二p电极的组成成分为Cr、Pt、Au中的至少一种。

9.权利要求1～8中任意一项所述的颜色可控单片LED的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在外延衬底上依次生长缓冲层、n型GaN层、第一InGaN/GaN多量子阱层、第一AlGaN电子阻挡层和第一p型GaN层；

2)剥离外延衬底和缓冲层，暴露出n型GaN层；

3)在n型GaN层上生长第二InGaN/GaN多量子阱层、第二AlGaN电子阻挡层、第二p型GaN层，再在第二p型GaN层上制备透明电流扩散层；

4)制备径向贯穿至第一p型GaN层的通孔和径向贯穿至n型GaN层的通孔；

5)在透明电流扩散层的上表面以及通孔结构的内壁上生长第二绝缘层，内壁不包括通孔底面；

6)在第二绝缘层上设置贯穿至第二p型GaN层的凹槽状结构，再在通孔结构和凹槽状结构内沉积第一p电极、n电极和第二p电极；

7)在第一p型GaN层上沉积反射镜金属层、第一绝缘层和金属键合层，再将金属键合层与衬底键合，即得颜色可控单片LED。

10.一种光源，其特征在于，组成包括权利要求1～8中任意一项所述的颜色可控单片LED。