CN108119782A - Led压力感应灯 - Google Patents
Led压力感应灯 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108119782A CN108119782A CN201711382523.7A CN201711382523A CN108119782A CN 108119782 A CN108119782 A CN 108119782A CN 201711382523 A CN201711382523 A CN 201711382523A CN 108119782 A CN108119782 A CN 108119782A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- epitaxial layer
- light
- led
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 59
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 19
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 19
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 12
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 9
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 claims description 3
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 abstract 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 53
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 27
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 24
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 9
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 4
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 4
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 4
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000217776 Holocentridae Species 0.000 description 1
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
- F21K9/20—Light sources comprising attachment means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V19/00—Fastening of light sources or lamp holders
- F21V19/001—Fastening of light sources or lamp holders the light sources being semiconductors devices, e.g. LEDs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
- F21V23/003—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
- F21V23/04—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
- F21V23/0442—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by means of a sensor, e.g. motion or photodetectors
- F21V23/0485—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by means of a sensor, e.g. motion or photodetectors the sensor sensing the physical interaction between a user and certain areas located on the lighting device, e.g. a touch sensor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/08—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a plurality of light emitting regions, e.g. laterally discontinuous light emitting layer or photoluminescent region integrated within the semiconductor body
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2105/00—Planar light sources
- F21Y2105/10—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
- F21Y2105/14—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements characterised by the overall shape of the two-dimensional array
- F21Y2105/18—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements characterised by the overall shape of the two-dimensional array annular; polygonal other than square or rectangular, e.g. for spotlights or for generating an axially symmetrical light beam
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及一种LED压力感应灯，位于所述灯壳(4)内的LED光源(1)、压力传感器(2)、驱动装置(3)、PCB板(5)，所述LED光源(1)位于所述PCB板(5)之上，所述压力传感器(2)设置于所述外壳(4)和所述PCB板(5)之间，所述驱动装置(3)设置于所述PCB板(5)与所述外壳组成的空间内，其中，所述压力传感器(2)、所述驱动装置(3)、所述LED光源(1)依次电连接。本发明设计了一种新式的LED压力感应灯，根据压力的大小发出的光颜色不同，同时通过采用一种新式LED发光芯片作为光源，无需荧光粉，使本发明的LED压力感应灯散热效果良好，寿命长，且色温调节灵活，娱乐性和观赏性极强。
Description
技术领域
本发明属于照明设备技术领域，具体涉及一种LED压力感应灯。
背景技术
随着LED技术发展的迅猛趋势，同时，人们对照明技术的要求也越来越高，可调色温灯具、无线控制灯具等新式灯具概念不断推出。根据环境参数和环境气氛来调节LED灯的亮度、LED灯的颜色等新式灯具需求强烈，如何设计并实现这种调制灯具已经成为一种新兴研究的热点问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种LED压力感应灯。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
本发明实施例提供了一种LED压力感应灯，包括：位于所述灯壳4内的LED光源1、压力传感器2、驱动装置3、PCB板5，所述LED光源1位于所述PCB板5之上，所述压力传感器2设置于所述外壳4和所述PCB板5之间，所述驱动装置3设置于所述PCB板5与所述外壳组成的空间内，其中，所述压力传感器2、所述驱动装置3、所述LED光源1依次电连接。
在本发明的一个实施例中，所述外壳上表面具有环状透光罩6。
在本发明的一个实施例中，所述透光罩6的材料为透明钢化玻璃。
在本发明的一个实施例中，所述驱动装置3采用SDMX5124控制芯片。
在本发明的一个实施例中，所述LED光源1包括多个LED灯珠9,所述LED灯珠9呈环状排列。
在本发明的一个实施例中，所述LED灯珠9的发光芯片为基于GaN材料的垂直结构四色LED芯片10。
在本发明的一个实施例中，所述基于GaN材料的垂直结构四色LED芯片10包括：
导电衬底11、反光层12、第一电极13、蓝光外延层14、红光外延层15、绿光外延层16、黄光外延层17、隔离层18及钝化层20；其中，
所述反光层12设置于所述导电衬底11上；
所述第一电极13设置于所述反光层12上；
所述蓝光外延层14、所述红光外延层15、所述绿光外延层16及所述黄光外延层17，均设置于所述反光层13上；
隔离层18，设置于所述反光层13上以使所述蓝光外延层14、红光外延层15、绿光外延层16及黄光外延层17之间相互隔离；
所述钝化层20覆盖于所述蓝光外延层14、红光外延层15、绿光外延层16、黄光外延层17及所述隔离层18上。
在本发明的一个实施例中，所述基于GaN材料的垂直结构四色LED芯片10还包括第二电极19，所述第二电极19分别设置于所述蓝光外延层14、所述红光外延层15、所述绿光外延层16及所述黄光外延层17上。
在本发明的一个实施例中，所述驱动装置3与所述蓝光外延层14、所述红光外延层15、所述绿光外延层16及所述黄光外延层17的所述第二电极19分别连接。
在本发明的一个实施例中，所述隔离层18的材料为SiO2。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明设计了一种新式的LED压力感应灯，根据压力的大小发出的光颜色不同，同时通过采用一种新式LED发光芯片作为光源，无需荧光粉，使本发明的LED压力感应灯散热效果良好，寿命长，且色温调节灵活。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种LED压力感应灯的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种LED压力感应灯的俯视结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种LED压力感应灯的发光原理示意图；
图4为本发明实施例提供的一种LED压力感应灯的驱动原理示意图；
图5为本发明实施例提供的一种基于GaN材料的垂直结构四色LED芯片的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种蓝光外延层的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种第一有源层的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种红光外延层的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种第二有源层的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种绿光外延层的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的一种第三有源层的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的一种黄光外延层的结构示意图；
图13为本发明实施例提供的一种第四有源层的结构示意图；
图14a～图14k为本发明实施例的一种基于GaN材料的垂直结构四色LED芯片的制备方法示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
请参见图1和图2，图1为本发明实施例提供的一种LED压力感应灯的结构示意图；图2为本发明实施例提供的一种LED压力感应灯的俯视结构示意图；该LED压力感应灯包括：
位于所述灯壳4内的LED光源1、压力传感器2、驱动装置3、PCB板5，所述LED光源1位于所述PCB板5之上，所述压力传感器2设置于所述外壳4和所述PCB板5之间，所述驱动装置3设置于所述PCB板5与所述外壳组成的空间内，其中，所述压力传感器2、所述驱动装置3、所述LED光源1依次电连接。
其中，所述外壳上表面具有环状透光罩6。其中，压力传感器上方可设置为不透光材料。发光时，只有环状透光罩发光。
其中，所述透光罩6的材料为透明钢化玻璃。
其中，所述驱动装置3采用SDMX5124控制芯片。
其中，所述LED光源1包括多个LED灯珠9,所述LED灯珠9呈环状排列。
其中，所述LED灯珠9的发光芯片为基于GaN材料的垂直结构四色LED芯片10。
其中，所述基于GaN材料的垂直结构四色LED芯片10包括：
导电衬底11、反光层12、第一电极13、蓝光外延层14、红光外延层15、绿光外延层16、黄光外延层17、隔离层18及钝化层20；其中，
所述反光层12设置于所述导电衬底11上；
所述第一电极13设置于所述反光层12上；
所述蓝光外延层14、所述红光外延层15、所述绿光外延层16及所述黄光外延层17，均设置于所述反光层13上；
隔离层18，设置于所述反光层13上以使所述蓝光外延层14、红光外延层15、绿光外延层16及黄光外延层17之间相互隔离；
所述钝化层20覆盖于所述蓝光外延层14、红光外延层15、绿光外延层16、黄光外延层17及所述隔离层18上。
其中，所述基于GaN材料的垂直结构四色LED芯片10还包括第二电极19，所述第二电极19分别设置于所述蓝光外延层14、所述红光外延层15、所述绿光外延层16及所述黄光外延层17上。
其中，所述驱动装置3与所述蓝光外延层14、所述红光外延层15、所述绿光外延层16及所述黄光外延层17的所述第二电极19分别连接。
其中，所述隔离层18的材料为SiO2。
请参见图3和图4，图3为本发明实施例提供的一种LED压力感应灯的发光原理示意图；图4为本发明实施例提供的一种LED压力感应灯的驱动原理示意图；本发明实施例的LED压力感应灯工作时，当踩到压力传感器的感应范围内并施加一定的压力，不同的压力值会产生不同的压力信号，压力信号传给驱动装置，驱动装置根据不同的压力信号产生不同的驱动电流，对LED光源进行驱动，蓝光外延层、红光外延层、绿光外延层及黄光外延层的驱动电流大小不同各自颜色发光占比不同，其组合出来的灯光颜色也不同，有很强的观赏性和娱乐性。
本发明实施例的LED压力感应灯，根据压力的大小发出的光颜色不同，同时通过采用一种新式LED发光芯片作为光源，无需荧光粉，使本发明的LED压力感应灯散热效果良好，寿命长，且色温调节灵活。
实施例二
请参见图5，图5为本发明实施例提供的一种基于GaN材料的垂直结构四色LED芯片的结构示意图，该LED芯片10包括：导电衬底11、反光层12、第一电极13、蓝光外延层14、红光外延层15、绿光外延层16、、黄光外延层17、隔离层18、第二电极19及钝化层19；其中，
所述反光层12设置于所述导电衬底11上；
所述第一电极13设置于所述反光层12上；
所述蓝光外延层14、红光外延层15、绿光外延层16及所述黄光外延层17，均设置于所述反光层13上；
隔离层18，设置于所述反光层13上以使所述蓝光外延层14、红光外延层15、绿光外延层16及黄光外延层17之间相互隔离；
所述第二电极18分别设置于所述蓝光外延层14、红光外延层15、绿光外延层16及黄光外延层17上；
所述钝化层19覆盖于所述蓝光外延层14、红光外延层15、绿光外延层16、黄光外延层17及所述隔离层18上。
进一步地，请参见图6，图6为本发明实施例提供的一种蓝光外延层的结构示意图，该蓝光外延层形成蓝光LED结构；具体的，该蓝光外延层14包括：第一缓冲层141、第一稳定层142、第一过渡层143、第一有源层144、第一阻挡层145及第一接触层146；
所述第一接触层146、所述第一阻挡层145、所述第一有源层144、所述第一过渡层143、所述第一稳定层142及所述第一缓冲层141依次层叠于所述第一电极13上表面第一指定区域。
其中，第一缓冲层141为N型GaN材料，厚度为3000～5000nm，优选为4000nm；
第一稳定层142为N型GaN材料，厚度为500～1500nm，优选为1000nm；
第一过渡层143为N型GaN材料，厚度为200～1000nm，优选为400nm，掺杂浓度为1×1018～5×1019cm-3，优选为1×1019cm-3；
请参见图7，图7为本发明实施例提供的一种第一有源层的结构示意图；该第一有源层144为由第一InGaN量子阱1441和第一GaN势垒1442形成的第一多重结构，该第一多重结构中所述第一InGaN量子阱(1441)和第一GaN势垒(1442)交替层叠的周期为8～30，优选为20；其中，第一InGaN量子阱1441的厚度为1.5～3.5nm，优选为2.8nm；第一GaN势垒1442的厚度为5～10nm，优选为5nm；第一InGaN量子阱1441中In的含量依据光波长而定，含量越高光波长越长，通常为10～20％；
第一阻挡层145的厚度为10～40nm，优选为20nm；
第一接触层146的厚度为100～300nm，优选为200nm。
进一步地，请参见图8，图8为本发明实施例提供的一种红光外延层的结构示意图，该红光外延层形成红光LED结构；具体的，该红光外延层15包括：第二缓冲层151、第二稳定层152、第二过渡层153、第二有源层154、第二阻挡层155及第二接触层156；
所述第二接触层156、所述第二阻挡层155、所述第二有源层154、所述第二过渡层153、所述第二稳定层152及所述第二缓冲层151依次层叠于所述第一电极13上表面第二指定区域。
其中，第二缓冲层151为N型GaN材料，厚度为2000～3000nm，优选为2500nm；
第二稳定层152为N型GaAs材料，厚度为1000～2000nm，优选为1500nm，掺杂浓度为1×1017～1×1018cm-3，优选为5×1017cm-3；
第二过渡层153为N型GaAs材料，厚度为500～1000nm，优选为700nm，掺杂浓度为1×1018～5×1019cm～3，优选为1×1019cm-3；
请参见图9，图9为本发明实施例提供的一种第二有源层的结构示意图；该第二有源层154为由GalnP量子阱1541和A1GaInP势垒1542形成的第二多重结构，第二多重结构中所述GalnP量子阱1541和A1GaInP势垒1542交替层叠的周期为8～30，优选为20；其中，GalnP量子阱1541的厚度为2～10nm，优选为7nm；A1GaInP势垒的厚度为5～10nm，优选为7nm；A1GaInP势垒中A1含量为10～40％(Al含量依据光波长而定，含量越高光波长越长)；
第二阻挡层155为P型A1GaInP材料，厚度为10～500nm，优选为100nm，掺杂浓度为1×1017～1×1019cm-3，优选为1×1018cm-3；
第二接触层156为P型GaAs材料，厚度为100～500nm，优选为150nm，掺杂浓度为1×1017～1×1019cm-3，优选为1×1018cm-3。
进一步地，请参见图10，图10为本发明实施例提供的一种绿光外延层的结构示意图；该绿光外延层16包括：第三缓冲层161、第三稳定层162、第三过渡层163、第三有源层164、第三阻挡层165及第三接触层166；
所述第三接触层166、所述第三阻挡层165、所述第三有源层164、所述第三过渡层163、所述第三稳定层162及所述第三缓冲层161依次层叠于所述第一电极13上表面第三指定区域。
其中，第三缓冲层161为N型GaN材料，其厚度为3000～5000nm，优选为4000nm；
第三稳定层162为N型GaN材料，厚度为500～1500nm，优选为1000nm；
第三过渡层163为N型GaN材料，厚度为200～1000nm，优选为400nm，掺杂浓度为1×1018～5×1019cm-3，优选为1×1019cm-3；
请参见图11，图11为本发明实施例提供的一种第三有源层的结构示意图；该第三有源层164为由第二InGaN量子阱1641和第二GaN势垒1642形成的第三多重结构，该第三多重结构中所述第二InGaN量子阱1641和第二GaN势垒1642交替层叠的周期为8～30，优选为20；其中，第二InGaN量子阱1641的厚度为1.5～3.5nm，优选为2.8nm；第二GaN势垒1642的厚度为5～10nm，优选为5nm；第二InGaN量子阱1641中In的含量依据光波长而定，含量越高光波长越长，通常为20～30％；
第三阻挡层165的厚度为10～40nm，优选为20nm；
第三接触层166的厚度为100～300nm，优选为200nm。
进一步地，请参见图12，图12为本发明实施例提供的一种黄光外延层的结构示意图；该绿光外延层17包括：第四缓冲层171、第四稳定层172、第四过渡层173、第四有源层174、第四阻挡层175及第四接触层176；
所述第四接触层176、所述第四阻挡层175、所述第四有源层174、所述第四过渡层173、所述第四稳定层172及所述第四缓冲层171依次层叠于所述第一电极13上表面第四指定区域。
其中，第四缓冲层171为N型GaN材料，其厚度为3000～5000nm，优选为4000nm；
第四稳定层172为N型GaN材料，厚度为500～1500nm，优选为1000nm；
第四过渡层173为N型GaN材料，厚度为200～1000nm，优选为400nm，掺杂浓度为1×1018～5×1019cm-3，优选为1×1019cm-3；
请参见图13，图13为本发明实施例提供的一种第四有源层的结构示意图；该第四有源层174为由第三InGaN量子阱1741和第三GaN势垒1742形成的第四多重结构，第三InGaN量子阱1741中In含量为30～40％，优选为35％，该第四多重结构中所述第三InGaN量子阱1741和第三GaN势垒1742交替层叠的周期为8～30，优选为20；其中，第三InGaN量子阱1741的厚度为1.5～3.5nm，优选为2.8nm；第三GaN势垒1742的厚度为5～10nm，优选为5nm；第三InGaN量子阱1741中In的含量依据光波长而定，含量越高光波长越长，通常为20～30％；
第四阻挡层175的厚度为10～40nm，优选为20nm；
第四接触层176的厚度为100～300nm，优选为200nm。
进一步地，导电衬底11应选用电导率高的材料，厚度为500～2500nm。可选地，所述导电衬底11为导电Si片、铝板或者铜板。其中，导电Si片应为重掺杂硅片，以提高其电导率。
进一步地，所述反光层12应选用反光性好的材料，其厚度为300～1500nm。可选地，所述反光层12材料为Ni、Pb、Ni/Pb合金或者Al。
进一步地，隔离层15与钝化层17材料均可选为二氧化硅材料；其中，隔离层15的厚度为50～150nm，钝化层17的厚度为300～800nm。
进一步地，第一电极13与第二电极18应选用导电性能好的材料，例如Ni、Au、或者Ni/Au合金等材料。在退火工艺条件下，上述金属材料与半导体材料发生反应并形成金属硅化物，该金属硅化物与半导体材料接触势垒小，易于形成欧姆接触，可以减小接触电阻；
在本方案中，第一电极13作为蓝光LED、红光LED、绿光LED、黄光LED共连的阳极；第二电极18分别作为蓝光LED、红光LED、绿光LED及黄光LED的阴极。
在实际应用中，蓝光LED、红光LED、绿光LED及黄光LED的数量可以根据需要而定。
本实施例提供的基于GaN材料的垂直结构四色LED芯片，通过在单芯片上形成蓝光、红光、绿光及黄光，可以减少后期封装时荧光粉的用量，且色温调节更加灵活；此外，采用导电衬底作为LED的阳极，可以提高LED的散热效果。
实施例三
本实施例在上述实施例提供的LED芯片结构的基础上重点对其制备工艺进行详细描述。
请参照图14a～图14k，图14a～图14k为本发明实施例的一种基于GaN材料的垂直结构四色LED芯片的制备方法示意图。具体地，该制备方法包括如下步骤：
第1步、选取厚度为4000nm的蓝宝石衬底500，如图14a所示。
第2步、在500℃温度下，在所述蓝宝石衬底500上表面生长厚度为4000nm的N型GaN材料作为第一缓冲层501；在1000℃温度下，在所述第一缓冲层501上表面生长厚度为1000nm的N型GaN材料作为第一稳定层502；在1000℃温度下，在所述第一稳定层502上表面生长厚度为400nm、掺杂浓度为1×1019cm-3的N型GaN材料作为第一过渡层503；在所述第一过渡层503上表面生长由第一InGaN量子阱和第一GaN势垒形成的第一多重结构作为第一有源层504，第一InGaN量子阱中In含量为15％；其中，所述第一InGaN量子阱的生长温度为750℃，厚度为2.8nm；所述第一GaN势垒的生长温度为850℃、厚度为5nm；所述第一InGaN量子阱和第一GaN势垒交替层叠的周期为20；在400℃温度下，在所述第一有源层504上表面生长厚度为20nm的P型AlGaN材料作为第一阻挡层505；在400℃温度下，在所述第一阻挡层505上表面生长厚度为200nm的P型GaN材料作为第一接触层506，如图14b所示，其中，第一缓冲层501、第一稳定层502、第一过渡层503、第一有源层504、第一阻挡层505及第一接触层506形成蓝光LED结构。
第3步、在所述第一P型GaN接触层506上表面淀积厚度为500nm的第一二氧化硅层；利用湿法刻蚀工艺，择性刻蚀所述第一二氧化硅层，在所述第一二氧化硅层上形成第一待刻蚀区域；利用干法刻蚀工艺，在所述第一待刻蚀区域刻蚀所述第一接触层506、所述第一阻挡层505、所述第一有源层504、所述第一过渡层503、所述第一稳定层502及所述第一缓冲层501，形成第一凹槽；在所述第一凹槽四周淀积二氧化硅材料作为隔离层600，所述二氧化硅隔离层内部区域作为所述红光灯芯槽，如图14c所示。
第4步、在所述红光灯芯槽底部生长厚度为2500nm的N型GaN材料作为第二缓冲层601；在所述第二缓冲层601上表面生长厚度为1500nm、掺杂浓度为5×1017cm-3的N型GaN材料作为第二稳定层602；在所述第二稳定层602上表面生长厚度为700nm、掺杂浓度为1×1019cm-3的N型GaN材料作为第二过渡层603；在所述第二过渡层603上表面生长由GalnP量子阱和A1GaInP势垒形成的第二多重结构作为第二有源层604；其中，GalnP量子阱的厚度为7nm；A1GaInP势垒的厚度为7nm；所述第二多重结构中GalnP量子阱和A1GaInP势垒交替层叠的周期为20；在所述第二有源层604上表面生长厚度为100nm、掺杂浓度为1×1018cm-3的P型AlGaN材料作为第二阻挡层605；在所述第二阻挡层605上表面生长厚度为150nm、掺杂浓度为1×1018cm-3的P型GaAs材料作为第二接触层606，如图14d所示，其中，第二缓冲层601、第二稳定层602、第二过渡层603、第二有源层604、第二阻挡层605及第二接触层606形成红光LED结构。
第5步、选择性刻蚀第一二氧化硅层，在所述第一二氧化硅层上形成第二待刻蚀区域；利用干法刻蚀工艺，在所述第二待刻蚀区域刻蚀所述第一接触层506、所述第一阻挡层505、所述第一有源层504、所述第一过渡层503、所述第一稳定层502及所述第一缓冲层501，形成第二凹槽；去除所述第一二氧化硅层，并在所述第二凹槽四周淀积二氧化硅材料作为隔离层600，所述第二凹槽内部区域作为所述绿光灯芯槽，如图14e所示。
第6步、在700℃温度下，在所述蓝宝石衬底700上表面生长厚度为4000nm的N型GaN材料作为第三缓冲层701；在1000℃温度下，在所述第三缓冲层701上表面生长厚度为1000nm的N型GaN材料作为第三稳定层702；在1000℃温度下，在所述第三稳定层702上表面生长厚度为400nm、掺杂浓度为1×1019cm-3的N型GaN材料作为第三过渡层703；在所述第三过渡层703上表面生长由第二InGaN量子阱和第二GaN势垒形成的第三多重结构作为第三有源层704，第二InGaN量子阱中In含量为25％；其中，所述第二InGaN量子阱的生长温度为770℃，厚度为2.8nm；所述第二GaN势垒的生长温度为870℃、厚度为5nm；所述第二InGaN量子阱和第二GaN势垒交替层叠的周期为20；在400℃温度下，在所述第三有源层704上表面生长厚度为20nm的P型AlGaN材料作为第三阻挡层705；在400℃温度下，在所述第三阻挡层705上表面生长厚度为200nm的P型GaN材料作为第三接触层706，如图14f所示，其中，第三缓冲层701、第三稳定层702、第三过渡层703、第三有源层704、第三阻挡层705及第三接触层706形成绿光LED结构。
第7步、选择性刻蚀第一二氧化硅层，在所述第一二氧化硅层上形成第三待刻蚀区域；利用干法刻蚀工艺，在所述第三待刻蚀区域刻蚀所述第一接触层506、所述第一阻挡层505、所述第一有源层504、所述第一过渡层503、所述第一稳定层502及所述第一缓冲层501，形成第三凹槽；去除所述第一二氧化硅层，并在所述第三凹槽四周淀积二氧化硅材料作为隔离层600，所述第三凹槽内部区域作为所述黄光灯芯槽，如图14g所示。
第8步、在700℃温度下，在黄光灯芯槽底部生长厚度为4000nm的N型GaN材料作为第四缓冲层801；在1000℃温度下，在所述第四缓冲层801上表面生长厚度为1000nm的N型GaN材料作为第四稳定层802；在1000℃温度下，在所述第四稳定层802上表面生长厚度为400nm、掺杂浓度为1×1019cm-3的N型GaN材料作为第四过渡层803；在所述第四过渡层803上表面生长由第三InGaN量子阱和第三GaN势垒形成的第四多重结构作为第四有源层804，第四InGaN量子阱中In含量为35％；其中，所述第四InGaN量子阱的生长温度为780℃，厚度为2.8nm；所述第四GaN势垒的生长温度为880℃、厚度为5nm；所述第四InGaN量子阱和第四GaN势垒交替层叠的周期为20；在400℃温度下，在所述第四有源层804上表面生长厚度为20nm的P型AlGaN材料作为第四阻挡层805；在400℃温度下，在所述第四阻挡层805上表面生长厚度为200nm的P型GaN材料作为第四接触层806，去除所述第一二氧化硅层，如图14f所示，其中，第四缓冲层801、第四稳定层802、第四过渡层803、第四有源层804、第四阻挡层805及第四接触层806形成黄光LED结构，如图14h所示。
第9步、利用溅射工艺，在所述第一接触层506、第二接触层606及第三接触层706、第四接触层806表面生长厚度为300nm的Ni材料作为第一电极901；在所述第一电极901表面生长厚度为600nm的Ni材料作为反光层902；选取导电衬底903，利用溅射工艺在导电衬底903表面生长厚度为1000nm的接触金属层；在400℃温度下，通过接触金属层将导电衬底903紧贴在反光层902表面以使导电衬底903与反光层902之间形成键合，如图14i所示，其中，第一电极901作为蓝光LED、红光LED、绿光LED及黄光LED共连的阳极。
第10步、利用准分子激光器去除蓝宝石衬底500，露出所述第一缓冲层501、第二缓冲层601、第三缓冲层701、第四缓冲层801；如图14j所示。
第11步、在所述第一缓冲层501、第二缓冲层601、第三缓冲层701及第四缓冲层801下表面淀积厚度为500nm的二氧化硅材料作为钝化层904；利用光刻工艺，选择性刻蚀钝化层904，在所述第一缓冲层501、第二缓冲层601、第三缓冲层701及第四缓冲层801下表面形成电极孔；在电极孔中淀积Ni材料，并对整个材料进行退火处理，以在第一缓冲层501、第二缓冲层601、第三缓冲层701及第四缓冲层801表面形成金属硅化物；在金属硅化物上淀积Ni作为蓝光LED与红光LED的阴极805，如图14k所示。
本实施例，通过采用上述工艺步骤及工艺参数，实现上述LED芯片的制备工艺，极大简化了工艺流程，同时降低了制备成本。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种LED压力感应灯，其特征在于，包括：位于所述灯壳(4)内的LED光源(1)、压力传感器(2)、驱动装置(3)、PCB板(5)，所述LED光源(1)位于所述PCB板(5)之上，所述压力传感器(2)设置于所述外壳(4)和所述PCB板(5)之间，所述驱动装置(3)设置于所述PCB板(5)与所述外壳组成的空间内，其中，所述压力传感器(2)、所述驱动装置(3)、所述LED光源(1)依次电连接。
2.根据权利要求1所述的压力感应灯，其特征在于，所述外壳上表面具有环状透光罩(6)。
3.根据权利要求2所述的压力感应灯，其特征在于，所述透光罩(6)的材料为透明钢化玻璃。
4.根据权利要求1所述的压力感应灯，其特征在于，所述驱动装置(3)采用SDMX5124控制芯片。
5.根据权利要求1所述的压力感应灯，其特征在于，所述LED光源(1)包括多个LED灯珠(9),所述LED灯珠(9)呈环状排列。
6.根据权利要求5所述的压力感应灯，其特征在于，所述LED灯珠(9)的发光芯片为基于GaN材料的垂直结构四色LED芯片(10)。
7.根据权利要求1所述的压力感应灯，其特征在于，所述基于GaN材料的垂直结构四色LED芯片(10)包括：
导电衬底(11)、反光层(12)、第一电极(13)、蓝光外延层(14)、红光外延层(15)、绿光外延层(16)、黄光外延层(17)、隔离层(18)及钝化层(20)；其中，
所述反光层(12)设置于所述导电衬底(11)上；
所述第一电极(13)设置于所述反光层(12)上；
所述蓝光外延层(14)、所述红光外延层(15)、所述绿光外延层(16)及所述黄光外延层(17)，均设置于所述反光层(13)上；
隔离层(18)，设置于所述反光层(13)上以使所述蓝光外延层(14)、红光外延层(15)、绿光外延层(16)及黄光外延层(17)之间相互隔离；
所述钝化层(20)覆盖于所述蓝光外延层(14)、红光外延层(15)、绿光外延层(16)、黄光外延层(17)及所述隔离层(18)上。
8.根据权利要求7所述的压力感应灯，其特征在于，所述基于GaN材料的垂直结构四色LED芯片(10)还包括第二电极(19)，所述第二电极(19)分别设置于所述蓝光外延层(14)、所述红光外延层(15)、所述绿光外延层(16)及所述黄光外延层(17)上。
9.根据权利要求8所述的压力感应灯，其特征在于，所述驱动装置(3)与所述蓝光外延层(14)、所述红光外延层(15)、所述绿光外延层(16)及所述黄光外延层(17)的所述第二电极(19)分别连接。
10.根据权利要求8所述的压力感应灯，其特征在于，所述隔离层(18)的材料为SiO2。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711382523.7A CN108119782B (zh) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | Led压力感应灯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711382523.7A CN108119782B (zh) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | Led压力感应灯 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108119782A true CN108119782A (zh) | 2018-06-05 |
| CN108119782B CN108119782B (zh) | 2023-04-21 |
Family
ID=62229523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711382523.7A Active CN108119782B (zh) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | Led压力感应灯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108119782B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111023547A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-17 | 珠海格力电器股份有限公司 | 装饰壳组件及电器 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1945844A (zh) * | 2005-10-08 | 2007-04-11 | 日立电线株式会社 | 发光二极管阵列 |
| CN101771116A (zh) * | 2009-12-31 | 2010-07-07 | 杭州士兰明芯科技有限公司 | 垂直结构发光二极管的制造方法 |
| CN102263119A (zh) * | 2010-05-24 | 2011-11-30 | Lg伊诺特有限公司 | 发光器件阵列及其制造方法以及发光器件封装 |
| CN102326450A (zh) * | 2009-02-23 | 2012-01-18 | 欧司朗有限公司 | 具有半导体光源和至少一个传感器的发光装置 |
| JP2014157902A (ja) * | 2013-02-15 | 2014-08-28 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光装置 |
| CN104456330A (zh) * | 2013-09-19 | 2015-03-25 | 赵立平 | 一种led地砖灯 |
-
2017
- 2017-12-20 CN CN201711382523.7A patent/CN108119782B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1945844A (zh) * | 2005-10-08 | 2007-04-11 | 日立电线株式会社 | 发光二极管阵列 |
| CN102326450A (zh) * | 2009-02-23 | 2012-01-18 | 欧司朗有限公司 | 具有半导体光源和至少一个传感器的发光装置 |
| CN101771116A (zh) * | 2009-12-31 | 2010-07-07 | 杭州士兰明芯科技有限公司 | 垂直结构发光二极管的制造方法 |
| CN102263119A (zh) * | 2010-05-24 | 2011-11-30 | Lg伊诺特有限公司 | 发光器件阵列及其制造方法以及发光器件封装 |
| JP2014157902A (ja) * | 2013-02-15 | 2014-08-28 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光装置 |
| CN104456330A (zh) * | 2013-09-19 | 2015-03-25 | 赵立平 | 一种led地砖灯 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111023547A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-17 | 珠海格力电器股份有限公司 | 装饰壳组件及电器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108119782B (zh) | 2023-04-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4359263B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
| US20070048885A1 (en) | Thin film led | |
| JP7438323B2 (ja) | Ｌｅｄアレイ | |
| US11335833B2 (en) | Light-emitting diodes, light-emitting diode arrays and related devices | |
| KR101186684B1 (ko) | 발광 다이오드 및 그것을 제조하는 방법 | |
| CN109997234B (zh) | 半导体元件和包括该半导体元件的半导体元件封装 | |
| US20070257268A1 (en) | Semiconductor Light Emitting Device | |
| WO2023071910A1 (zh) | Micro-LED芯片结构及其制作方法 | |
| US11233183B2 (en) | Light-emitting diodes, light-emitting diode arrays and related devices | |
| KR20150097322A (ko) | 나노구조 반도체 발광소자 | |
| CN105932127A (zh) | 发光二极管及其制备方法 | |
| US11876154B2 (en) | Light emitting diode device and method for manufacturing the same | |
| CN108119782B (zh) | Led压力感应灯 | |
| CN108133990A (zh) | 基于GaN材料的垂直结构LED芯片 | |
| KR20230031858A (ko) | 발광 소자 및 이를 포함하는 조명 장치 및 디스플레이 장치 | |
| US20230138761A1 (en) | Color LEDS With Integrated Optical Filtering Elements | |
| CN100418237C (zh) | 氮化镓多重量子阱发光二极管的n型接触层结构 | |
| CN207134375U (zh) | 一种led芯片 | |
| CN108133991A (zh) | 基于GaN材料的垂直结构四色LED芯片 | |
| US20240072099A1 (en) | Light-emitting diode chip structures | |
| TWI704687B (zh) | 發光二極體 | |
| US11411145B2 (en) | Light-emitting element package | |
| US20230411562A1 (en) | Light extraction structures for light-emitting diode chips and related methods | |
| TW202349743A (zh) | 用於發光二極體晶片的電流分散層結構 | |
| CN108133988B (zh) | 一种led芯片的制造方法及led芯片 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20230404 Address after: 528400, 1st Floor, No. 2 Xingtai North 1st Road, Guzhen, Zhongshan City, Guangdong Province Applicant after: Zhongshan Shishengyuan Lighting Co.,Ltd. Address before: 710075 Room A19, Second Floor, Building A1, 36 Gaoxin Road, Xi'an High-tech Zone, Shaanxi Province Applicant before: XI'AN ZHISHENG RUIXIN SEMICONDUCTOR TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |