CN117894896A - 一种多色led及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多色LED及其制备方法，该多色LED包括：多个发光区域；还包括：衬底；各发光区域沿平行于衬底所在平面的方向排列；发光结构，位于衬底的一侧；发光结构包括N型层、P型层、以及位于N型层和P型层之间的量子阱层；量子阱层包括多个量子阱结构；各量子阱结构一一对应的设置于各发光区域内；量子阱结构包括铟镓氮；各量子阱结构中铟的含量不同。本发明通过使铟的含量不同的多个量子阱结构制备在同一衬底上，实现了LED全彩化显示，同时，该多色LED的集成度高，结构简单，易于制备。

Description

一种多色LED及其制备方法

技术领域

本发明涉及发光二极管技术领域，尤其涉及一种多色LED及其制备方法。

背景技术

发光二极管(Lighting Emitting Diode，LED)是一种半导体固体发光器件，其利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿色的光。LED为一种新型的固态光源，其具有体积小、发光效率高、能耗低、寿命长、无汞污染、全固态、响应迅速、工作电压低、安全可靠等诸多方面的优点。

目前，LED显示器主要由单色LED单元拼接而成，然而，单色LED单元拼接而成的LED显示器存在分辨率低、色彩均匀性差、体积大等不足，导致显示效果差，且集成度低。此外，LED显示器不同拼接部分的协调性和一致性难以保证，制备成本相对较高。

发明内容

本发明提供了一种多色LED及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题，实现LED全彩化显示，提高ELD的集成度，降低制备难度。

第一方面，本发明提供了一种多色LED包括：多个发光区域；

所述多色LED还包括：

衬底；各所述发光区域沿平行于所述衬底所在平面的方向排列；

发光结构，位于所述衬底的一侧；所述发光结构包括N型层、P型层、以及位于所述N型层和所述P型层之间的量子阱层；

所述量子阱层包括多个量子阱结构；各所述量子阱结构一一对应的设置于各所述发光区域内；所述量子阱结构包括铟；

各所述量子阱结构中铟的含量不同。

第二方面，本发明提供一种多色LED的制备方法，用于制备上述任一项所述的多色LED，所述多色LED包括多个发光区域；所述多色LED的制备方法包括：

提供衬底；

在所述衬底的一侧形成发光结构；所述发光结构包括N型层、P型层、以及位于所述N型层和所述P型层之间的量子阱层；其中，所述量子阱层包括多个量子阱结构；各所述量子阱结构一一对应的设置于各所述发光区域内；所述量子阱结构包括铟；各所述量子阱结构中铟的含量不同。

本发明的技术方案，通过使多色LED的发光结构包括N型层、P型层、以及位于N型层和P型层之间的量子阱层，且量子阱层包括铟的含量不同的多个量子阱结构，使得N型层和P型层之间施加电压时，各量子阱结构能够发出不同颜色的光，从而实现LED全彩化显示；此外，该多色LED仅包括衬底以及位于衬底一侧的发光结构，使多色LED的集成度高，结构简单，易于制备。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种多色LED的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种多色LED的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种多色LED的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的又一种多色LED的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的又一种多色LED的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种多色LED的俯视图；

图7为本发明实施例提供的一种多色LED的制备方法的流程图；

图8为本发明实施例提供的另一种多色LED的制备方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

本实施例提供了一种多色LED，图1为本发明实施例提供的一种多色LED的结构示意图，参考图1所示，该多色LED包括多个发光区域S1、S2、S3；该多色LED还包括衬底1和发光结构2，各发光区域S1、S2、S3沿平行于衬底1所在平面的方向排列；发光结构2位于衬底1的一侧；发光结构2包括N型层21、P型层22、以及位于N型层21和P型层22之间的量子阱层23；量子阱层23包括多个量子阱结构MQW1、MQW2、MQW3；各量子阱结构MQW1、MQW2、MQW3一一对应的设置于各发光区域S1、S2、S3内；量子阱结构MQW1、MQW2、MQW3包括铟；各量子阱结构MQW1、MQW2、MQW3中铟的含量不同。

其中，衬底1可以包括但不限于硅衬底、碳化硅衬底、氮化铝衬底或氮化镓衬底中的至少一种。发光结构2包括N型层21、P型层22、以及位于N型层21和P型层22之间的量子阱层23,量子阱层23可以为多量子阱层，量子阱结构MQW1、MQW2、MQW3包括铟，示例性的，量子阱层23可以包括InGaN多量子阱层。

具体的，当向发光结构2的N型层21和P型层22之间施加正向电压时，N型层21中的电子和P型层22中的空穴在外加电场的作用下运输至多量子阱层23，使得电子和空穴被高效地限制在一个近似二维的空间，从而提高电子和空穴的发光效率，使得多色LED能够发光。由于各量子阱结构MQW1、MQW2、MQW3一一对应的设置于各发光区域S1、S2、S3内，且各量子阱结构MQW1、MQW2、MQW3中铟的含量不同，使得各量子阱结构MQW1、MQW2、MQW3的发光波长不同，从而各发光区域S1、S2、S3的发光颜色不同。

需要说明的是，图1仅示例性示出了多色LED包括3个发光区域S1、S2、S3和3个量子阱结构MQW1、MQW2、MQW3的情况，并非对发光区域和量子阱结构的数量进行限制，本实施例中，发光区域和量子阱结构的数量可以根据多色LED的发光需求进行设置。在一示例性实施例中，如图2所示，多色LED还可以包括2个发光区域S1、S2和2个量子阱结构MQW1、MQW2；在另一示例性实施例中，多色LED还可以包括4个发光区域和4个量子阱结构。为方便描述，在没有特殊限定的情况下，本实施例均以多色LED包括3个发光区域S1、S2、S3和3个量子阱结构MQW1、MQW2、MQW3为例进行示例性的说明。

本实施例中，通过使多色LED的发光结构包括N型层、P型层、以及位于N型层和P型层之间的量子阱层，且量子阱层包括铟的含量不同的多个量子阱结构，使得N型层和P型层之间施加电压时，各量子阱结构能够发出不同波长的光，从而各发光区域的发光颜色不同，能够实现LED全彩化显示；此外，该多色LED仅包括衬底以及位于衬底一侧的发光结构，使多色LED的集成度高，结构简单，易于制备。

可选的，图3为本发明实施例提供的又一种多色LED的结构示意图，如图3所示，N型层21包括与各发光区域S1、S2、S3一一对应设置的多个N型结构21a、21b、21c；各N型结构21a、21b、21c至少包括与量子阱层23接触的N型子结构2110、2120、2130；各N型子结构2110、2120、2130中的铝和/或铟的含量不同。

其中，各N型结构21a、21b、21c的材料可以包括AlGaN、GaN和InGaN中的至少一种。各N型结构21a、21b、21c中与量子阱层23接触的N型子结构2110、2120、2130的材料可以包括AlGaN、GaN和InGaN中的一种。各N型子结构2110、2120、2130中的铝和/或铟的含量不同可以为各N型子结构2110、2120、2130中的铝含量不同，或者，各N型子结构2110、2120、2130中的铟含量不同，或者，各N型子结构2110、2120、2130中的铝和铟的含量均不同。在一可选实施例中，N型子结构2110的材料为AlGaN，且Al组分的含量范围为：15％～30％；N型子结构2120的材料为GaN，N型子结构2130的材料为InGaN，且In组分的含量范围为：15％～30％。

由于Al组分的含量范围为15％～30％的AlGaN的a轴晶格常数为0.3177～0.3166nm，GaN的a轴晶格常数为0.3189nm±0.001nm，In组分含量范围为15％～30％的InGaN的a轴的晶格常数为0.3241～0.3292nm，使得制备量子阱层时，由于各发光区域S1、S2、S3的量子阱层所受应力大小不同，从而使得不同发光区域的量子阱层中的铟的含量不同，从而各量子阱结构MQW1、MQW2、MQW3能够同时进行生长制备，简化了量子阱层23的制备工艺。

可选的，继续参考图3所示，N型层21包括层叠设置的多层子N型层210(211、212和213)；各子N型层210覆盖的发光区域S1、S2、S3的数量不同；相邻两层子N型层210中，靠近衬底1一侧的子N型层210覆盖的发光区域S1、S2、S3的数量大于远离衬底1一侧的子N型层210覆盖的发光区域S1、S2、S3的数量；每个子N型层210包括一N型子结构21a、21b或21c。

其中，N型层21包括层叠设置的多层子N型层210，需要说明的是，图3仅以N型层21包括层叠设置的3层子N型层210，即第一子N型层211、第二子N型层212和第三子N型层213，为例进行示例性说明，并非对子N型层的数量进行限制。本实施例中，子N型层210的层数与发光区域的数量相同，也即子N型层210的层数与量子阱结构的数量相同。

在一可选实施例中，第一子N型层211的材料为AlGaN，且Al组分的含量范围为：15％～30％；第二子N型层212的材料为GaN，第三子N型层213的材料为InGaN，且In组分的含量范围为：15％～30％，由于第一子N型层211、第二子N型层212和第三子N型层213的晶格常数依次增加，在制备N型层时，材料生长受到的应力为压应力，从而能够减少N型层的生长裂纹，有利于提高N型层的质量。

各子N型层210的厚度需要超过临界厚度，以使应力完全弛豫，即各子N型层210的材料的晶格常数能够达到无应力状态下的晶格常数。同时，各子N型层210的厚度也不能过厚，以提高各子N型层210的晶体质量。在一可选实施例中，第一子N型层211的厚度范围为300～1000nm，第二子N型层212的厚度范围为300～500nm，第三子N型层213的厚度范围为100～200nm，从而使得各子N型层210的应力完全弛豫，且能够保证晶体的质量，有利于提高多色LED的质量。

相邻两层子N型层211和212中，靠近衬底1一侧的子N型层211覆盖的发光区域S1、S2、S3的数量大于远离衬底1一侧的子N型层212覆盖的发光区域S1、S2的数量，使得靠近衬底1一侧的子N型层211中的N型子结构21c能够与量子阱结构MQW3接触；同样的，相邻两层子N型层212和213中，靠近衬底1一侧的子N型层212覆盖的发光区域S1、S2的数量大于远离衬底1一侧的子N型层213覆盖的发光区域S1的数量，使得靠近衬底1一侧的子N型层212中的N型子结构21b能够与量子阱结构MQW2接触，从而使得多个量子阱结构能够同时进行生长制备；此外，由于相邻两层子N型层210中，靠近衬底1一侧的子N型层210覆盖的发光区域S1、S2、S3的数量大于远离衬底1一侧的子N型层210覆盖的发光区域S1、S2、S3的数量，使得各子N型层中除N型子结构的部分能够作为多少LED的电流扩展层，使N型层中电子分布更加均匀，从而减少热效应导致的发光效率下降，有利于提高各发光区域的发光特性。

可选的，图4为本发明实施例提供的又一种多色LED的结构示意图，参考图4所示，任意相邻的两层子N型层210中，靠近衬底1一侧的子N型层为第i子N型层，远离衬底一侧的子N型层为第i+1子N型层；N型层21还包括位于第i子N型层和第i+1子N型层之间的过渡层2121、2131；过渡层2121、2131中的铝含量位于第i子N型层中的铝含量和第i+1子N型层中的铝含量之间，和/或，过渡层2121、2131中的铟含量位于第i子N型层中的铟含量和第i+1子N型层中的铟含量之间。

在一示例性实施例中，N型层21包括层叠设置的3层子N型层210，即第一子N型层211、第二子N型层212和第三子N型层213，为例，过渡层2121、2131中的铝含量位于第i子N型层中的铝含量和第i+1子N型层中的铝含量之间，和/或，过渡层2121、2131中的铟含量位于第i子N型层中的铟含量和第i+1子N型层中的铟含量之间可以为过渡层2121中的铝含量位于第一子N型层211中的铝含量和第二子N型层212中的铝含量之间，或者，过渡层2131中的铟含量位于第二子N型层212中的铟含量和第三子N型层213中的铟含量之间，或者，过渡层2121中的铝含量位于第一子N型层211中的铝含量和第二子N型层212中的铝含量之间，且过渡层2131中的铟含量位于第二子N型层212中的铟含量和第三子N型层213中的铟含量之间。需要说明的是，图4仅示例性示出了过渡层2121中的铝含量位于第一子N型层211中的铝含量和第二子N型层212中的铝含量之间，且过渡层2131中的铟含量位于第二子N型层212中的铟含量和第三子N型层213中的铟含量之间的情况，并非对此进行限定，能够实现本实施例发明点即可。

在一可选实施例中，过渡层2121、2131中铝含量和/或铟含量可以在垂直于衬底1的方向上逐渐增加或者减小，例如，当第i子N型层为AlGaN，第i+1子N型层为GaN时，过渡层可以为AlGaN，且过渡层中铝含量在由第i子N型层指向第i+1子N型层的方向上逐渐递减至0，从而使得相邻两层子N型层之间的应力减小，从而能够减少位错，降低表面粗化，有利于提高材料的质量和LED的性能。

可选的，继续参考图4所示，多色LED还包括位于衬底1与发光结构2之间的缓冲层3，从而能够减小衬底与发光结构之间的应力，提高多色LED的质量。

可选的，图5为本发明实施例提供的又一种多色LED的结构示意图，图6为本发明实施例提供的一种多色LED的俯视图，结合参考图5和图6所示，多色LED还包括发光限定层4，发光限定层4位于发光结构2背离衬底1的一侧；发光限定层4包括与多个发光区域S1、S2、S3对应设置的多个发光窗口31、32、33。

其中，发光限定层4的材料可以但不限于包括SiO2等绝缘遮光材料。

具体的，发光限定层4包括与各发光区域S1、S2、S3对应设置的多个发光窗口31、32、33，使得各发光区域S1、S2、S3发射的光线能够从对应的发光窗口31、32、33出射，而发光限定层4中未设置发光窗口31、32、33的位置能够阻挡各发光区域S1、S2、S3发射的光线，从而发光限定层能够限定各发光区域的出光方向。

可选的，继续参考图5和图6所示，多色LED还包括位于各发光区域S1、S2、S3的间隙处的至少一个第一电极5；至少部分第一电极5与最靠近衬底1一侧的子N型层211接触。

其中，第一电极5与N型层21接触，以为N型层21提供电压。多色LED可以包括一个第一电极5，也可以包括多个第一电极5，至少部分第一电极5与最靠近衬底1一侧的子N型层211接触，使得各子N型层中电子分布能够更加均匀，从而提高各发光区域的发光特性。

需要说明的是，当多色LED包括一个第一电极5时，第一电极5可以位于各发光区域的中心(如图5和图6所示)，使得第一电极5距离各发光区域的距离相等，以使得各发光区域的电流分布更加均匀。在一可选实施例中，多色LED还可以包括多个第一电极5，例如，第一电极5的数量与发光区域的数量相同，各第一电极5位于对应发光区域的一侧，如此，各第一电极5能够分别为与其对应的发光区域接触的N型结构提供电压，从而方便对各发光区域的发光光强进行调节。

可选的，继续参考图5和图6所示，多色LED还包括第二电极层6，第二电极层6位于P型层22背离量子阱层23的一侧；P型层22包括与各发光区域S1、S2、S3一一对应设置的多个P型结构22a、22b、22c；相邻两个P型结构互不连接；第二电极层6包括互不连接的多个第二电极61、62、63；各第二电极61、62、63分别与各P型结构22a、22b、22c接触。

其中，各第二电极61、62、63分别与各P型结构22a、22b、22c接触，且各第二电极61、62、63互不连接，使得各第二电极61、62、63能够分别为与其对应的P型结构22a、22b、22c提供电压。由于相邻两个P型结构22a、22b、22c互不连接，使得各发光区域中S1、S2、S3的N型层与P型层之间的电压能够独立控制，从而各发光区域的发光亮度能够互不影响。

需要说明的是，各第二电极6的形状可以相同，也可以不同，且本实施例对各第二电极6的形状不做具体限定，能够实现本实施例的主要发明点即可。在一可选实施例中，第二电极6可以为贯穿发光窗口的十字结构，从而使得P型结构的电流分布更加均匀，有利于提高各发光区域的发光特性，此外，十字结构的第二电极遮光少，有利于提高多色LED的开口率。

基于同一发明构思，本发明实施例提供一种多色LED的制备方法，用于制备上述任一实施例所提供的多色LED，其中，该多色LED包括多个发光区域。图7为本发明实施例提供的一种多色LED的制备方法的流程图，参考图7所示，该制备方法包括：

S110、提供衬底。

其中，衬底可以包括但不限于硅衬底、碳化硅衬底、氮化铝衬底或氮化镓衬底中的至少一种。

S120、在衬底的一侧形成发光结构；发光结构包括N型层、P型层、以及位于N型层和P型层之间的量子阱层。

其中，量子阱层包括多个量子阱结构；各量子阱结构一一对应的设置于各发光区域内；量子阱结构包括铟；各量子阱结构中铟的含量不同。

在一可选实施例中，在衬底的一侧形成发光结构可以包括：在衬底的一侧形成N型层；在N型层背离衬底的一侧形成量子阱层；在量子阱层背离N型层的一侧形成P型层。

在一可选实施例中，在衬底的一侧形成N型层可以包括：依次在衬底的一侧形成与各发光区域一一对应的多个N型结构。其中，各N型结构至少包括与量子阱层接触的N型子结构；各N型子结构中的铝和/或铟的含量不同。

由于与量子阱层接触的各N型子结构中的铝和/或铟的含量不同，在形成量子阱层时，与各N型子结构接触的量子阱层中铟的并入效率不同，使得各发光区域中的量子阱层中铟的含量不同，从而使得各量子阱结构在一次外延生长中即可形成，有利于简化量子阱层的制备工艺，提高多色LED的制备效率。

在一示例性实施例中，形成N型层、P型层和量子阱层的方法可以但不限于包括金属有机化合物化学气相沉淀(金属有机化合物化学气相沉积，MOCVD)。

可选的，图8为本发明实施例提供的另一种多色LED的制备方法的流程图。本实施例提供的多色LED的制备方法在上述实施例的基础上，进一步增加如何在衬底的一侧形成发光结构的步骤，参考图8所示，该制备方法具体包括：

S110、提供衬底。

S121、在衬底的一侧依次形成多层子N型层，并分别对各子N型层进行图案化，以使任意相邻两层子N型层中，靠近衬底一侧的子N型层覆盖的发光区域的数量大于远离子N型层覆盖的所述发光区域的数量。

其中，各子N型层中的铝和/或铟的含量不同；每个子N型层包括覆盖其中一个发光区域的N型子结构。

其中，多层子N型层可以包括AlGaN层、GaN层和InGaN层等。在一示例性实施例中，以N型层包括3层子N型层为例，在衬底的一侧依次形成AlGaN层、GaN层和InGaN层，然后在N型层的表面旋涂光刻胶，对一发光区域进行曝光、显影，对将该发光区域的InGaN层和GaN层进行刻蚀，使得该发光区域中暴露AlGaN层，最后再次在N型层的表面旋涂光刻胶，对另一发光区域进行曝光、显影，对将该发光区域的InGaN层进行刻蚀，使得该发光区域中暴露GaN层，如此，使得任意相邻两层子N型层中，靠近衬底一侧的子N型层覆盖的发光区域的数量大于远离子N型层覆盖的发光区域的数量。

在形成AlGaN层时，可以采用低V/III比，如此，一方面，能够降低铝源与氨气之间的与反应，另一方面，能够在AlGaN层中引入空位，从而使得位错弯曲湮灭，有利于降低AlGaN层的位错密度，提高AlGaN层的质量。

S122、在各子N型层背离衬底的一侧形成量子阱层，以使量子阱层包括互不连接且分别与各N型子结构接触的多个量子阱结构。

在一可选实施例中，形成量子阱层时，可以通过控制各组分以脉冲的方式通入反应腔，从而可以提高量子阱层的质量。

S123、在量子阱层上形成P型层。

本发明实施例提供的多色LED的制备方法用于制备本发明任意实施例提供的多色LED，因此具备多色LED的相应结构和特征，能够达到本发明任意实施例提供的多色LED的有益效果，相同之处可参照上文描述。

下面基于上述多色LED的结构以及制备方法，对多色LED的制备进行详细说明。

实施例1

本实施例提供的多色LED如图3所示，该多色LED包括衬底1、N型层21、量子阱层23和P型层22，N型层21包括第一子N型层211、第二子N型层212和第三子N型层213。上述多色LED的制备方法包括：

步骤S1、提供SiC衬底1。

步骤S2、将SiC衬底1放入MOCVD设备中，在SiC衬底1上生长厚度为700nm的第一子N型层211。

此步骤中，制备条件为：设置温度的范围为1050～1200℃，设置压力的范围为50～200mbar，V-III比为50～1000，H2作为载气。

步骤S3、改变制备条件，在步骤S2制得的第一子N型层211上生长厚度为400nm的第二子N型层212。

此步骤中，制备条件为：设置温度的范围为1000～1100℃，设置压力的范围为100～400mbar，V-III比为500～3000，H2作为载气。

步骤S4、改变制备条件，在步骤S3制得的第二子N型层212上生长厚度为150nm的第三子N型层213。

此步骤中，制备条件为：设置温度的范围为700～800℃，设置压力的范围为200～600mbar，V-III比为10000～30000，N2作为载气。

步骤S5、在第三子N型层213表面旋涂光刻胶。

步骤S6、对第一区域S1和第二区域S2进行曝光、显影，刻蚀第三子N型层213至暴露第二子N型层。

此步骤中，采用ICP刻蚀工艺进行刻蚀，刻蚀条件为：采用的气体为氯气和/或氯化氢等气体，刻蚀的功率为800～1000w，压力为2～5Pa，电压为150～200V。

步骤S7、在步骤S6制备的器件的表面，即在第一区域S1的第三子N型层213表面，以及第二区域S2和第三区域S3的第二子N型层212表面旋涂光刻胶。

步骤S8、对第一区域S1进行曝光、显影，刻蚀第二子N型层212至暴露第一子N型层。

此步骤中，采用ICP刻蚀工艺进行刻蚀，刻蚀条件为：采用的气体为氯气和/或氯化氢等气体。刻蚀的功率为800～1000w，压力为2～5Pa，电压为150～200V。

步骤S9、将步骤S8制备的器件放入MOCVD设备中，生长量子阱层。

此步骤中，量子阱的生长周期为1～10个周期。各周期中，先生长InGaN层，InGaN层厚度为2～3nm，InGaN层的生长温度为700～800℃，压力为200～600mbar，V-III比为10000～40000，N2作为载气；再生长GaN层，GaN层的厚度为8～15nm、生长温度为830～950℃，生长压力为200～600mbar，V-III比为5000～20000，N2作为载气。

步骤S10、改变制备条件，在步骤S9制备的外延层表面生长P型层。

其中，P型层的厚度为50～300nm。

此步骤中，制备条件为：设置温度为950～1100℃，压力为100～400mbar，V-III比为500～3000，H2或H2+N2作为载气。

实施例2

本实施例提供的多色LED如图3所示，该多色LED包括衬底1、N型层21、量子阱层23和P型层22，N型层21包括第一子N型层211、第二子N型层212和第三子N型层213。上述多色LED的制备方法包括：

步骤S1、提供AlN衬底1。

步骤S2、将AlN衬底1放入MOCVD设备中，在AlN衬底1上生长厚度为300nm的第一子N型层211。

步骤S3、改变制备条件，在步骤S2制得的第一子N型层211上生长厚度为300nm的第二子N型层212。

步骤S4、改变制备条件，在步骤S3制得的第二子N型层212上生长厚度为100nm的第三子N型层213。

步骤S5、在第三子N型层213表面旋涂光刻胶。

步骤S6、对第一区域S1和第二区域S2进行曝光、显影，刻蚀第三子N型层213至暴露第二子N型层。

步骤S7、在步骤S6制备的器件的表面，即在第一区域S1的第三子N型层213表面，以及第二区域S2和第三区域S3的第二子N型层212表面旋涂光刻胶。

步骤S8、对第一区域S1进行曝光、显影，刻蚀第二子N型层212至暴露第一子N型层。

步骤S9、将步骤S8制备的器件放入MOCVD设备中，生长量子阱层。

步骤S10、改变制备条件，在步骤S9制备的外延层表面生长P型层。

实施例3

本实施例提供的多色LED如图3所示，该多色LED包括衬底1、N型层21、量子阱层23和P型层22，N型层21包括第一子N型层211、第二子N型层212和第三子N型层213。上述多色LED的制备方法包括：

步骤S1、提供GaN衬底1。

步骤S2、将GaN衬底1放入MOCVD设备中，在GaN衬底1上生长厚度为1000nm的第一子N型层211。

步骤S3、改变制备条件，在步骤S2制得的第一子N型层211上生长厚度为500nm的第二子N型层212。

步骤S4、改变制备条件，在步骤S3制得的第二子N型层212上生长厚度为200nm的第三子N型层213。

步骤S5、在第三子N型层213表面旋涂光刻胶。

步骤S6、对第一区域S1和第二区域S2进行曝光、显影，刻蚀第三子N型层213至暴露第二子N型层。

步骤S7、在步骤S6制备的器件的表面，即在第一区域S1的第三子N型层213表面，以及第二区域S2和第三区域S3的第二子N型层212表面旋涂光刻胶。

步骤S8、对第一区域S1进行曝光、显影，刻蚀第二子N型层212至暴露第一子N型层。

步骤S9、将步骤S8制备的器件放入MOCVD设备中，生长量子阱层。

步骤S10、改变制备条件，在步骤S9制备的外延层表面生长P型层。

实施例4

本实施例提供的多色LED如图4所示，该多色LED包括衬底1、N型层21、量子阱层23和P型层22，N型层21包括第一子N型层211、第二子N型层212和第三子N型层213。上述多色LED的制备方法包括：

步骤S1、提供Si衬底1。

步骤S2、将Si衬底1放入MOCVD设备中，在Si衬底1上生长缓冲层。

此步骤中，制备条件为：设置温度为1050～1200℃，压力为50～200mbar，V-III比为50～1000，H2作为载气，TMAl的流量为50～100sccm，TMGa的流量为0～30sccm。

步骤S3、改变制备条件，继续在MOCVD设备中，生长厚度为700nm的第一子N型层211。

此步骤中，制备条件为：设置温度的范围为1050～1200℃，设置压力的范围为50～200mbar，V-III比为50～1000，H2作为载气。

步骤S4、改变制备条件，继续在MOCVD设备生长过渡层2121。

此步骤中，制备条件为：设置温度为1050～1200℃，压力为50～200mbar、V-III比为50～1000、H2作为载气，TMGa的流量为30～80sccm，初始通入TMAl流量为40～100sccm，并线性渐变至0sccm。

步骤S5、改变制备条件，继续在MOCVD设备中，生长厚度为400nm的第二子N型层212。

此步骤中，制备条件为：设置温度的范围为1000～1100℃，设置压力的范围为100～400mbar，V-III比为500～3000，H2作为载气。

步骤S6、改变制备条件，继续在MOCVD设备中，生长过渡层2131。

此步骤中，制备条件为：设置压力200～600mbar，V-III比为10000～30000，N2作为载气，初始生长温度为900～950℃,并线性渐变至700～800℃。

步骤S7、改变制备条件，继续在MOCVD设备中，生长厚度为150nm的第三子N型层213。

此步骤中，此步骤中，制备条件为：设置温度的范围为700～800℃，设置压力的范围为200～600mbar，V-III比为10000～30000，N2作为载气。

步骤S8、在第三子N型层213表面旋涂光刻胶。

步骤S9、对第一区域S1和第二区域S2进行曝光、显影，刻蚀第三子N型层213至暴露第二子N型层。

步骤S10、在步骤S7制备的器件的表面，即在第一区域S1的第三子N型层213表面，以及第二区域S2和第三区域S3的第二子N型层212表面旋涂光刻胶。

步骤S11、对第一区域S1进行曝光、显影，刻蚀第二子N型层212至暴露第一子N型层。

步骤S12、将步骤S11制备的器件放入MOCVD设备中，生长量子阱层。

此步骤中，量子阱的生长周期为1～10个周期。各周期中，先生长InGaN层，InGaN层厚度为2～3nm，InGaN层的生长温度为700～800℃，压力为200～600mbar，V-III比为10000～40000，N2作为载气；再生长GaN层，GaN层的厚度为8～15nm、生长温度为830～950℃，生长压力为200～600mbar，V-III比为5000～20000，N2作为载气。

步骤S13、改变制备条件，继续在MOCVD设备中，生长P型层。

其中，P型层的厚度为50～300nm。

此步骤中，制备条件为：设置温度为950～1100℃，压力为100～400mbar，V-III比为500～3000，H2或H2+N2作为载气。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多色LED，其特征在于，包括：多个发光区域；

所述多色LED还包括：

衬底；各所述发光区域沿平行于所述衬底所在平面的方向排列；

发光结构，位于所述衬底的一侧；所述发光结构包括N型层、P型层、以及位于所述N型层和所述P型层之间的量子阱层；

所述量子阱层包括多个量子阱结构；各所述量子阱结构一一对应的设置于各所述发光区域内；所述量子阱结构包括铟；

各所述量子阱结构中铟的含量不同。

2.根据权利要求1所述的多色LED，其特征在于，所述N型层包括与各所述发光区域一一对应设置的多个N型结构；

各所述N型结构至少包括与所述量子阱层接触的N型子结构；各所述N型子结构中的铝和/或铟的含量不同。

3.根据权利要求2所述的多色LED，其特征在于，所述N型层包括层叠设置的多层子N型层；

各所述子N型层覆盖的所述发光区域的数量不同；相邻两层所述子N型层中，靠近所述衬底一侧的所述子N型层覆盖的所述发光区域的数量大于远离所述衬底一侧的所述子N型层覆盖的所述发光区域的数量；每个所述子N型层包括一所述N型子结构。

4.根据权利要求3所述的多色LED，其特征在于，还包括：位于各所述发光区域的间隙处的至少一个第一电极；至少部分所述第一电极与最靠近所述衬底一侧的所述子N型层接触。

5.根据权利要求3所述的多色LED，其特征在于，任意相邻的两层所述子N型层中，靠近所述衬底一侧的所述子N型层为第i子N型层，远离所述衬底一侧的所述子N型层为第i+1子N型层；

所述N型层还包括位于所述第i子N型层和所述第i+1子N型层之间的过渡层；所述过渡层中的铝含量位于所述第i子N型层中的铝含量和所述第i+1子N型层中的铝含量之间，和/或，所述过渡层中的铟含量位于所述第i子N型层中的铟含量和所述第i+1子N型层中的铟含量之间。

6.根据权利要求1所述的多色LED，其特征在于，还包括：

发光限定层，位于所述发光结构背离所述衬底的一侧；所述发光限定层包括与多个所述发光区域对应设置的多个发光窗口。

7.根据权利要求1所述的多色LED，其特征在于，还包括：

第二电极层，位于所述P型层背离所述量子阱层的一侧；

所述P型层包括与各所述发光区域一一对应设置的多个P型结构；相邻两个所述P型结构互不连接；所述第二电极层包括互不连接的多个第二电极；各所述第二电极分别与各所述P型结构接触。

8.根据权利要求1所述的多色LED，其特征在于，还包括：位于所述衬底与所述发光结构之间的缓冲层。

9.一种多色LED的制备方法，用于制备权利要求1-8中任一项所述的多色LED，其特征在于，所述多色LED包括多个发光区域；所述多色LED的制备方法包括：

提供衬底；

在所述衬底的一侧形成发光结构；所述发光结构包括N型层、P型层、以及位于所述N型层和所述P型层之间的量子阱层；其中，所述量子阱层包括多个量子阱结构；各所述量子阱结构一一对应的设置于各所述发光区域内；所述量子阱结构包括铟；各所述量子阱结构中铟的含量不同。

10.根据权利要求9所述的多色LED的制备方法，其特征在于，在所述衬底的一侧形成发光结构，包括：

在所述衬底的一侧依次形成多层子N型层，并分别对各所述子N型层进行图案化，以使任意相邻两层所述子N型层中，靠近所述衬底一侧的所述子N型层覆盖的所述发光区域的数量大于远离所述子N型层覆盖的所述发光区域的数量；各所述子N型层中的铝和/或铟的含量不同；每个所述子N型层包括覆盖其中一个所述发光区域的N型子结构；

在各所述子N型层背离所述衬底的一侧形成量子阱层，以使所述量子阱层包括互不连接且分别与各所述N型子结构接触的多个量子阱结构；

在所述量子阱层上形成P型层。