[发明专利]一种窄发光峰LED芯片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种窄发光峰LED芯片及其制备方法，所述LED芯片至少包括：P型电极层、P型半导体层、有源层、N型半导体层、N型电极、介质滤波层、粘结层。在LED芯片的N型半导体层的上面和N型半导体层、有源层、P型半导体层的外侧壁上生长介质滤波层，介质滤波层对LED芯片特定波长范围的光具有高透射率，对其余波长的光具有高反射率，从而使得LED发光峰变窄。在芯片侧壁制备反射镜，将侧壁出射的光反射回LED芯片，减少侧壁出光的光串扰效应，同时提高正面出光效率。本发明的窄发光峰LED芯片减小了发光半高宽，提高了发光方向性，减小了光串扰。

技术领域

本发明涉及半导体发光器件领域，尤其是涉及一种窄发光峰LED芯片及其制备方法。

背景技术

发光二极管（LED）以节能、高效、寿命长等优势已逐渐成为照明和显示领域的主流技术，近年来随着微纳加工技术的不断发展，LED的尺寸进一步小型化，集成高密度像素发光单元的Micro-LED。Micro-LED具有功耗低、使用寿命长、响应度快、可视角度广的优势，在显示和可见光通讯中具有重要的应用潜力。

Micro-LED的发光峰半高宽会影响显示色阈、色纯度，目前，常规Micro-LED的发光半高宽达20 nm，为了提高Micro-LED显示的显示阈值和色纯度等，需要进一步降低Micro-LED的发光半高宽。Al_xGa_yIn_（1-x-y）N作为Micro-LED全彩显示的关键材料，然而高In组分会导致Al_xGa_yIn_（1-x-y）N的相分离，从而导致绿光和红光Micro-LED的发光峰比较宽，这限制了Micro-LED显示阈值。为了更好地发展Micro-LED全彩显示，减小发光半高宽，提高Micro-LED显示阈值应该得到关注和解决。通过外延生长技术调整可以减小Micro-LED的发光峰半高宽，比如掺杂稀有金属Eu，但是稀土掺杂制备工艺困难，且浪费稀土资源。

另外，由于多量子阱中的强极化场作用，导致Micro-LED的波长会随着电流密度增加往短波长移动，这是Micro-LED一直存在的的问题，会严重影响Micro-LED显示稳定性。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种窄发光峰LED芯片。

本发明的第二个目的在于提供一种窄发光峰LED芯片的制备方法，该制备方法能减小发光半高宽，提高正面出光方向性，以解决现有Micro-LED的发光峰宽和光串扰的问题。

本发明的第一个目的是这样实现的：

一种窄发光峰LED芯片，包括粘结层、P型电极层、P型半导体层、有源层、N型半导体层、N型电极；其特征在于：在N型半导体层的上面和N型半导体层、有源层、 P型半导体层的外侧壁上均设有介质滤波层，所述有源层的发光波长为λ₀，介质滤波层在λ₀±Δλ的波长范围具有高透射性，Δλ≤10nm ，2Δλ为介质滤波层高透射范围宽度；在（λ₀-Δλ）-λ₁ 20 nm和λ₂-（λ₀+Δλ） 20 nm波长范围内具有高反射率，λ₁和λ₂分别是介质滤波层高反射率两边的边界波长。

优选地，所述有源层是由Al_xGa_yIn_（1-x-y）N半导体材料制备。

进一步优选地，所述有源层的发光波长λ₀600 nm。

优选地，所述的LED芯片结构为垂直结构。