CN103840055A - 绿光led芯片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绿光LED芯片，包括紫外光外延芯片、导电层、荧光粉层、金属纳米结构层、P型电极和N型电极；所述紫外光外延芯片包括依次层叠的衬底层、缓冲层、n型半导体层、量子阱层、p型半导体层；所述导电层蒸镀于紫外光外延芯片的P型半导体层上；所述荧光粉层涂覆在所述导电层上；所述金属纳米结构层生长于所述荧光粉层上。本发明的金属纳米结构的表面等离子体激发能够产生非常特殊的光学性质，利用金属表面自由电子振荡与荧光粉发光材料的相互作用产生共振，能够提高发光材料的发光效率和光萃取效率。
Description
技术领域
本发明属于LED技术领域，特别涉及一种绿光LED芯片及其制备方法。
背景技术
InGaN基绿光LED通常要求铟（In）组分高于20%的高铟InGaN有源层结构材料，由于InN和GaN间存在较大的晶格失配，In常常会形成高铟组分的团簇来减少应力场以及相应的表面能，导致In组分空间分布不均匀，并形成高密度的晶格缺陷（如位错、表面坑等），以至非辐射复合几率增加，发光效率大幅下降，另外，高铟组分的InGaN/GaN量子阱由晶格失配引起的应变会产生强的压电极化场，导致能带弯曲，电子和空穴波函数空间交叠减少，辐射复合机率几率大幅下降，此外由于在高温下InGaN材料易分解，高铟InGaN材料要求低温生长，使得高质量高铟InGaN材料外延困难重重。以上种种原因导致InGaN基绿光LED发光效率不高，因此需要寻求新的方法来制备高效的绿光LED。
采用低Al组分的AlGaN有源材料制备出的紫外光LED外延芯片激发绿光荧光粉材料可以制备出发绿光LED，与InGaN有源材料结构制备绿光LED相比，低Al组分的AlGaN有源材料由于在Al组分较低情况，晶格缺陷较低以及压电极化强所带来的负面效应大大减弱，电光转换效率大幅度提升，但要制备更高效的绿光LED，仍有较大的提升空间。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种绿光LED芯片。
具体的技术方案如下：
一种绿光LED芯片，包括紫外光外延芯片、导电层、荧光粉层、金属纳米结构层、P型电极和N型电极；
所述紫外光外延芯片包括依次层叠的衬底层、缓冲层、n型半导体层、量子阱层、p型半导体层；
所述导电层蒸镀于紫外光外延芯片的P型半导体层上；所述荧光粉层涂覆在所述导电层上；所述金属纳米结构层生长于所述荧光粉层上。
在其中一个实施例中，所述金属纳米结构层为银纳米粒子层。
在其中一个实施例中，所述荧光粉层的材料为绿色荧光粉Y2SiO5:Tb。
在其中一个实施例中，所述银纳米粒子的结构为圆柱形，所述圆柱形的的圆形底直径为120-180nm，高为50-75nm，每0.04-0.09μm2所述金属纳米结构层设有一个圆柱形银纳米粒子。
在其中一个实施例中，所述衬底层的材料为蓝宝石、SiC、ZnO、MgO、LiAlO2、LiGaO2、石英，玻璃或金属。
在其中一个实施例中，所述量子阱层为AlGaN/GaN多量子阱或单量子阱，或AlGaN/AlGaInN量子阱。
在其中一个实施例中，所述导电层为280nm的氧化铟锡ITO，所述氧化铟锡ITO中Sn2O3与In2O3的摩尔比为1:6-12。
本发明还提供上述绿光LED芯片的制备方法。
具体的技术方案如下：
上述绿光LED芯片的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备紫外光外延芯片，包括依次层叠的衬底层、缓冲层、n型半导体层、量子阱层、p型半导体层；
（2）采用电子束蒸发在p型半导体层上蒸镀导电层；
（3）制备N型电极和P型电极；
（4）将荧光粉通过丝网印刷印制在导电层上，得到荧光粉层；
（5）在步骤（4）得到荧光粉层涂上邻叠氮萘醌类化合物的光刻胶，所述光刻胶上设计制作有圆形的掩模图形，然后通过曝光、显影、去残胶，在光刻胶上形成了圆形凹槽图案的表面，然后采用物理沉积法在圆形凹槽中生成圆柱形银纳米粒子，最后将芯片放置到丙酮溶液中，超声去除光刻胶后在荧光粉层上形成金属纳米结构层，即得所述绿光LED芯片。
在其中一个实施例中，所述步骤（5）中圆形凹槽的直径为120-180nm，每0.04-0.09μm2的光刻胶上设计一个圆形凹槽。
在其中一个实施例中，所述物理沉积方法为分子束外延、金属有机气相外延或蒸镀。
本发明的有益效果是：
金属纳米结构的表面等离子体激发能够产生非常特殊的光学性质。利用金属表面自由电子振荡与荧光粉发光材料的相互作用产生共振，就能够提高发光材料的发光效率和光萃取效率。本发明公开了一种表面等离子体荧光增强绿光LED发光效率的制备方法，采用紫外光LED外延芯片激发绿光荧光粉发光材料以及利用金属纳米结构与荧光发光材料产生的表面等离子体荧光增强效应来提高LED绿光发光效率。
本发明通过制备低Al组分有源层的紫外光LED外延结构，以及表面的绿光荧光粉层和金属纳米结构层从而实现表面等离子体荧光增强LED绿光发光效率，通过制备低Al组分的有源层紫外光LED，晶格缺陷密度低以及压电极化强所带来的负面效应大大减弱，电光转换效率大幅度提升，设计特定的金属纳米结构的大小和形状，使金属表面等离子体吸收共振频率与绿光发光材料的发射频率相匹配，从而使金属表面自由电子振荡与荧光粉发光材料的相互作用产生共振，从而实现表面等离子体荧光增强LED绿光发光效率。
附图说明
图1为本发明实施例绿光LED芯片的结构剖视图；
图2为本发明实施例绿光LED芯片的俯视图。
附图标记说明：
10、衬底层；11、缓冲层；12、n型半导体层；13、N型电极；14、量子阱层；15、p型半导体层；16、导电层；17、荧光粉层；18、金属纳米结构层；19、P型电极。
具体实施方式
以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参考图1、2，本实施例一种绿光LED芯片，包括紫外光外延芯片、导电层16、荧光粉层17、金属纳米结构层18、P型电极19和N型电极13；所述紫外光外延芯片包括依次层叠的衬底层10、缓冲层11、n型半导体层12、量子阱层14、p型半导体层15。
所述导电层16蒸镀于紫外光外延芯片的P型半导体层15上；所述荧光粉层17涂覆在所述导电层16上；所述金属纳米结构层18生长于所述荧光粉层17上。
所述金属纳米结构层为银纳米粒子层，所述银纳米粒子的结构为圆柱形，所述圆柱形的的圆形底直径为120-180nm，高为50-75nm，每0.04-0.09μm2所述金属纳米结构层设有一个圆柱形银纳米粒子。。
所述荧光粉层的材料为绿色荧光粉Y2SiO5:Tb（该荧光粉购自希尔德新材料有限公司）。
所述衬底层的材料为蓝宝石、SiC、ZnO、MgO、LiAlO2、LiGaO2、石英，玻璃或金属。
所述量子阱层为AlGaN/GaN多量子阱或单量子阱，或AlGaN/AlGaInN量子阱。
所述导电层为280nm的氧化铟锡ITO，所述氧化铟锡ITO中Sn2O3与In2O3的摩尔比为1:6。
具体的制备方法如下：
1、紫外光外延芯片的制备，包括依次层叠的衬底层10、缓冲层11、n型半导体层12、量子阱层14、p型半导体层15：
（1）衬底层：为蓝宝石衬底；
（2）缓冲层：采用金属有机物气相外延（MOVPE）技术，在蓝宝石10c面生长AlGaN外延材料，三甲基镓（TMGa）、三甲基铝(TMAl)、高纯氨气分别作为Ga源、Al源和N源，二茂镁（Cp2Mg）和高纯硅烷（SiH4）作为p型和n型掺杂源，生长基片装入反应室后在950°C下NH3和H2混合气氛中对蓝宝石基片进行高温预处理15min；降温到535°C压强为500Torr的条件下生长厚度为35nm的GaN缓冲层11；
（3）n型半导体层：在步骤（2）的基础上升温至920°C，压强降至100Torr生长厚度约为1.5μm的高温GaN层；并在920°C退火3min；再把生长温度升高到980°C生长30nmSi掺杂的n型的GaN外延层，即得n型半导体层12；
（4）量子阱层：升温至1050°C并在n型GaN外延层上生长5个周期的多量子阱层，由2.3nm的Al0.07Ga0.93N阱层和11nm GaN垒层构成，即得量子阱层14；
（5）p型半导体层：再在多量子阱层上生长3nm左右的p型GaN层，即p型半导体层15。
2、导电层的制备：
采用电子束蒸发在p型半导体层上蒸镀280nm厚的氧化铟锡ITO导电层，其中控制ITO导电层中m(Sn2O3):m(In2O3)=1:9。
3、P型电极和N型电极的制备：
把P型和N型电极制作在外延芯片的同侧：首先用有机溶剂（丙酮、乙醇）清洗材料表面，然后用王水浸泡，除去表面氧化层，最后再用去离子水冲洗，并用N2吹干，通过电感耦合等离子体（ICP）刻蚀（Oxford ICP180）获得外延器件n型台面，刻蚀表面平整。
N型电极的制备：采用电子束蒸发镀膜机在n型台面上依次淀积25nm的Ti、160nm的Al、10nm的Ti、200nm的Au作为N型电极13，然后在丙酮中剥离，并依次使用乙醇、去离子水进行清洗，之后用N2吹干。
P型电极的制备：先用浓盐酸去除表面的氧化层，然后在ITO导电层上依次淀积25nm的Ni、20nm的Au作为P型电极19，在丙酮中剥离，并依次使用乙醇、去离子水进行清洗，之后用N2吹干。
4、荧光粉层的制备：
通过丝网印刷技术将绿色荧光粉Y2SiO5:Tb材料印制在导电层上形成荧光粉层17。
5、金属纳米结构层制备：
（1）在外延芯片荧光粉层涂上邻叠氮萘醌类化合物（上海久渊电子科技有限公司）的光刻胶，通过采用动态喷洒低速旋转(320转/分钟左右)的方式完成光刻胶的最初扩散，然后通过高速旋转使胶薄而均匀地附在整个外延片上，并控制胶厚为62nm，再降低转速至静止，然后经过软烘除去溶剂，可得到均匀性很好的光刻胶膜；设计制作所需的带有圆形阵列的掩模图形（在每0.04μm 2光刻胶上设计一个圆，圆形的直径为150nm），并将涂胶基板的标记与掩膜上的标记对准，选择合适的剂量380mJ/cm2紫外光进行投影式（5比1缩小）曝光。
（2）显影，把基片浸入显影液池内（2.5%的四甲基氢氧化铵水溶液）约60秒，再冲水把显影副产物冲干净即可完成显影；去残胶，显影后把基片放在氧气等离子体机中刻蚀40秒钟；这样就在基板上的光刻胶上形成了圆形凹槽图案的表面。
（3）采用分子束外延方法，在超高真空的环境下（10-8帕斯卡），用银作为固体源，加热银耙的温度到400°C沉积银，分子束外延过程中，设备中的高能电子衍射用来检测银生长的进程，并通过计算机控制反应室前的“阀门”，从而实现对每个原子层的精确控制，沉积一层厚度约为62nm的金属银纳米粒子。
（4）把沉积了一层Ag纳米粒子的芯片放置到丙酮溶液中，超声振荡30min去胶，同时也顺带去掉光刻胶上沉积的金属纳米粒子，光刻胶凹槽内的银纳米结构(即金属纳米结构层18)得以保存，然后用去离子水清洗并干燥，即得本实施例所述绿光LED芯片。
通过制备低Al组分的有源层结构材料的紫外光LED，晶格缺陷密度低以及压电极化强所带来的负面效应大大减弱，电光转换效率大幅度提升，设计特定的圆柱体银金属纳米结构的直径为150nm，圆柱体的高为62nm，使金属表面等离子体吸收共振频率与绿光荧光粉发光材料的发射频率相匹配，从而使金属表面自由电子振荡与荧光粉发光材料的相互作用产生共振，实现表面等离子体荧光增强LED绿光发光效率。
纳米粒子的形状与大小影响光与粒子的相互作用，粒子形状的改变对粒子的表面等离子体吸收有着强烈的影响，改变粒子的形状、大小是在较大范围内进行表面等离子体共振调控的有效手段。通过制备直径为120-180nm，高为50-70nm的银纳米阵列，从而控制表面等离子共振谱带峰位在490nm-530nm内，从而使银纳米粒子表面等离子体吸收共振频率与绿光（490-550nm）荧光粉发光材料的发射频率相匹配，从而实现表面等离体荧光增强绿光发光效率，提高紫外光LED激发绿光荧光粉的绿光发光效率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种绿光LED芯片，其特征在于，包括紫外光外延芯片、导电层、荧光粉层、金属纳米结构层、P型电极和N型电极；
所述紫外光外延芯片包括依次层叠的衬底层、缓冲层、n型半导体层、量子阱层、p型半导体层；
所述导电层蒸镀于紫外光外延芯片的P型半导体层上；所述荧光粉层涂覆在所述导电层上；所述金属纳米结构层生长于所述荧光粉层上。
2.根据权利要求1所述绿光LED芯片，其特征在于，所述金属纳米结构层为银纳米粒子层。
3.根据权利要求1所述绿光LED芯片，其特征在于，所述荧光粉层的材料为绿色荧光粉Y2SiO5:Tb。
4.根据权利要求2所述绿光LED芯片，其特征在于，所述银纳米粒子的结构为圆柱形，所述圆柱形的的圆形底直径为120-180nm，高为50-75nm，每0.04-0.09μm2所述金属纳米结构层设有一个圆柱形银纳米粒子。
5.根据权利要求1-4任一项所述的绿光LED芯片，其特征在于，所述衬底层的材料为蓝宝石、SiC、ZnO、MgO、LiAlO2、LiGaO2、石英，玻璃或金属。
6.根据权利要求1-4任一项所述的绿光LED芯片，其特征在于，所述量子阱层为AlGaN/GaN多量子阱或单量子阱，或AlGaN/AlGaInN量子阱。
7.根据权利要求1-4任一项所述的绿光LED芯片，其特征在于，所述导电层为280nm的氧化铟锡ITO，所述氧化铟锡ITO中Sn2O3与In2O3的摩尔比为1:6-12。
8.权利要求1-7任一项所述的绿光LED芯片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）制备紫外光外延芯片，包括依次层叠的衬底层、缓冲层、n型半导体层、量子阱层、p型半导体层；
（2）采用电子束蒸发在p型半导体层上蒸镀导电层；
（3）制备N型电极和P型电极；
（4）将荧光粉通过丝网印刷印制在导电层上，得到荧光粉层；
（5）在步骤（4）得到荧光粉层涂上邻叠氮萘醌类化合物的光刻胶，所述光刻胶上设计制作有圆形的掩模图形，然后通过曝光、显影、去残胶，在光刻胶上形成了圆形凹槽图案的表面，然后采用物理沉积法在圆形凹槽中生成圆柱形银纳米粒子，最后将芯片放置到丙酮溶液中，超声去除光刻胶后在荧光粉层上形成金属纳米结构层，即得所述绿光LED芯片。
9.根据权利要求8所述的绿光LED芯片的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中圆形凹槽的直径为120-180nm，每0.04-0.09μm2的光刻胶上设计一个圆形凹槽。
10.根据权利要求8所述的绿光LED芯片的制备方法，其特征在于，所述物理沉积方法为分子束外延、金属有机气相外延或蒸镀。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104851960A (zh) * | 2015-05-19 | 2015-08-19 | 郑州航空工业管理学院 | 一种硅纳米颗粒阵列增强白光led及其制备方法 |
| CN106711294A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-05-24 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管的外延片及制备方法 |
| CN108231985A (zh) * | 2018-02-07 | 2018-06-29 | 华南理工大学 | 一种具有衍射光栅结构的高色纯度led绿光芯片 |
| CN111613705A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-09-01 | 南京航空航天大学 | 低维高亮绿光发射InGaN基异质结二极管及其制备方法 |
| WO2023159514A1 (zh) * | 2022-02-25 | 2023-08-31 | 京东方科技集团股份有限公司 | 发光器件和发光装置 |
-
2012
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104851960A (zh) * | 2015-05-19 | 2015-08-19 | 郑州航空工业管理学院 | 一种硅纳米颗粒阵列增强白光led及其制备方法 |
| CN106711294A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-05-24 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管的外延片及制备方法 |
| CN108231985A (zh) * | 2018-02-07 | 2018-06-29 | 华南理工大学 | 一种具有衍射光栅结构的高色纯度led绿光芯片 |
| CN108231985B (zh) * | 2018-02-07 | 2024-05-07 | 华南理工大学 | 一种具有衍射光栅结构的高色纯度led绿光芯片 |
| CN111613705A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-09-01 | 南京航空航天大学 | 低维高亮绿光发射InGaN基异质结二极管及其制备方法 |
| WO2023159514A1 (zh) * | 2022-02-25 | 2023-08-31 | 京东方科技集团股份有限公司 | 发光器件和发光装置 |
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