本發(fā)明用于半導(dǎo)體光電子器件制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種無襯底gan基led單顆晶粒及其制備方法。

背景技術(shù)：

gan基半導(dǎo)體是新型的寬禁帶直接帶隙半導(dǎo)體材料，具有優(yōu)異的物理、化學(xué)性質(zhì)?；趇ngan量子阱結(jié)構(gòu)的大功率led是當(dāng)前半導(dǎo)體光電子研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展龍頭。當(dāng)前iii族氮化物在彩色顯示、裝飾照明燈諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

目前芯片成本及應(yīng)用封裝過程中產(chǎn)生的高額費(fèi)用，已經(jīng)成為限制gan基led進(jìn)一步廣泛應(yīng)用的重要瓶頸。在現(xiàn)有技術(shù)中，gan基led通常采用單管芯或少數(shù)管芯模組封裝的方式，同時(shí)串并聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)色彩和顯示圖像的控制。該方法操作復(fù)雜，工期長，造價(jià)昂貴，同時(shí)需要交流/直流轉(zhuǎn)換。本發(fā)明提供了無襯底gan基led單顆晶粒的制備方法及一種低成本、簡潔、快速的無襯底gan基led單顆晶粒的使用方法。該方法無需單管芯封裝，其可以與膠體混合后，直接覆蓋于待裝飾表面，同時(shí)可使用直流或交流電源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種無襯底gan基led單顆晶粒及其制備方法。該方法通過過渡性襯底及激光剝離，制備出無襯底gan基led單顆晶粒。其是通過涂覆或噴涂的方式，將混有無襯底gan基led單顆晶粒的半絕緣膠體覆蓋于待裝飾表面，該表面可以為建筑外墻、廣告板、裝飾墻、服裝或絲織品。通過上下電極實(shí)現(xiàn)對(duì)無襯底gan基led單顆晶粒的電流注入。本發(fā)明為降低gan基led使用成本，拓展gan基led的應(yīng)用領(lǐng)域提供了一種有效途徑。

本發(fā)明提供一種無襯底gan基微晶粉體led發(fā)光二極管，包括：

一n型gan基化合物半導(dǎo)體層；

一量子阱或異質(zhì)結(jié)有源層，其制作在n型gan基化合物半導(dǎo)體層上；

一p型gan基化合物半導(dǎo)體層，其制作在量子阱或異質(zhì)結(jié)有源層上；

一p電極，其制作在p型gan基化合物半導(dǎo)體層的上面；

一n電極，其制作在n型gan基化合物半導(dǎo)體層的另一面上；

其中n型gan基化合物半導(dǎo)體層、量子阱或異質(zhì)結(jié)有源層、p型gan基化合物半導(dǎo)體層、p電極和n電極構(gòu)成單顆晶粒。

本發(fā)明還提供一種無襯底gan基led單顆晶粒的制備方法，其中包括如下步驟：

步驟1：在一襯底上依次生長n型gan基化合物半導(dǎo)體層、量子阱或異質(zhì)結(jié)有源層和p型gan基化合物半導(dǎo)體層；

步驟2：在p型gan基化合物半導(dǎo)體層的表面制備p電極；

步驟3：通過刻蝕工藝，在p電極的表面向下刻蝕，形成多個(gè)凹槽，刻蝕深度到達(dá)襯底的表面；

步驟4：在p電極上制作過渡性襯底；

步驟5：去除襯底，暴露出n型gan基化合物半導(dǎo)體層；

步驟6：在暴露出的n型gan基化合物半導(dǎo)體層上制作n電極；

步驟7：去除過渡性襯底，其中n型gan基化合物半導(dǎo)體層、量子阱或異質(zhì)結(jié)有源層和p型gan基化合物半導(dǎo)體層、p電極和n電極為單顆晶粒，完成制備。

本發(fā)明的有益效果是，其是通過過渡性襯底及激光剝離，制備出無襯底gan基led單顆晶粒。其是通過涂覆或噴涂的方式，將混有無襯底gan基led單顆晶粒的半絕緣膠體覆蓋于待裝飾表面，該表面可以為建筑外墻、廣告板、裝飾墻、服裝或絲織品。通過上下電極實(shí)現(xiàn)對(duì)無襯底gan基led單顆晶粒的電流注入。本發(fā)明為降低gan基led的使用成本，拓展gan基led的應(yīng)用領(lǐng)域提供了一種有效途徑。

附圖說明

為進(jìn)一步說明本發(fā)明的內(nèi)容，以下結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的描述，其中：

圖1-圖4是本發(fā)明各方法步驟的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；

圖5是本發(fā)明的制備流程圖；

圖6是一實(shí)施例，是將混有無襯底gan基led單顆晶粒材料的半絕緣膠體覆蓋于待裝表面后的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1-圖4所示，本發(fā)明提供一種無襯底gan基led單顆晶粒，包括：

一n型gan基化合物半導(dǎo)體層1；

一量子阱或異質(zhì)結(jié)有源層2，其制作在n型gan基化合物半導(dǎo)體層1上，量子阱或異質(zhì)結(jié)有源層2為二元、三元或四元氮化鎵系化合物半導(dǎo)體材料；

一p型gan基化合物半導(dǎo)體層3，其制作在量子阱或異質(zhì)結(jié)有源層2上；

一p電極4，其制作在p型gan基化合物半導(dǎo)體層3的上面，該p電極4為金屬電極或透明導(dǎo)電電極，該p電極4的材料可以采用適于p型gan基化合物半導(dǎo)體的任意金屬組合，如ni/au、ti或al金屬或金屬組合，也可以是氧化物，如ito或zno；

一n電極5，其制作在n型gan基化合物半導(dǎo)體層1的另一面上，該n電極5為金屬電極或透明導(dǎo)電電極，該p電極4的材料可以采用適于p型gan基化合物半導(dǎo)體的任意金屬組合，如ni/au、ti或al金屬或金屬組合，也可以是氧化物，如ito或zno；

其中n型gan基化合物半導(dǎo)體層1、量子阱或異質(zhì)結(jié)有源層2、p型gan基化合物半導(dǎo)體層3、p電極4和n電極5構(gòu)成單顆晶粒，所述單顆晶粒橫向和縱向尺寸均為0.05-1000um，其中n電極5為金屬電極或透明導(dǎo)電電極。

請(qǐng)參閱圖5所示，本發(fā)明還提供無襯底gan基led單顆晶粒的制備方法，其中包括如下步驟：

步驟1：在一襯底6上依次生長n型gan基化合物半導(dǎo)體層1、量子阱或異質(zhì)結(jié)有源層2和p型gan基化合物半導(dǎo)體層3，所述襯底6的材料為藍(lán)寶石、硅或碳化硅，有源層2可為二元、三元或四元氮化鎵系化合物半導(dǎo)體材料；

步驟2：在p型gan基化合物半導(dǎo)體層3的表面制備p電極4，其中p電極4為金屬電極或透明導(dǎo)電電極，電極材料可以采用適于p型gan基化合物半導(dǎo)體的任意金屬組合，如ni/au、ti或al金屬或金屬組合，也可以是氧化物，如ito或zno；

步驟3：通過刻蝕工藝，在p電極4的表面向下刻蝕，形成多個(gè)凹槽21，刻蝕深度到達(dá)襯底6的表面，刻蝕工藝可采用干法或濕法刻蝕；

步驟4：在p電極4上制作過渡性襯底8，所述過渡性襯底8的材料為si、金屬或聚合物，結(jié)合方式可以是鍵合、粘合si、金屬或樹脂襯底，也可以是旋涂樹脂層或電鍍一定厚度的金屬層作為過渡性襯底8；

步驟5：去除襯底6，暴露出n型gan基化合物半導(dǎo)體層1，該步驟可采用激光剝離工藝、濕法腐蝕、機(jī)械剝離或注入方式；

步驟6：在暴露出的n型gan基化合物半導(dǎo)體層1上制作n電極5，所述n電極5為金屬電極或透明導(dǎo)電電極，電極材料可采用適于形成n型gan基化合物半導(dǎo)體電極的金屬體系或氧化物，如al、ti、au、ni或ito電極；

步驟7：去除過渡性襯底8，完成制備。去除方法可以依過渡性襯底8的材料和形成方法不同來選擇，例如，對(duì)于粘合襯底，可以采用有機(jī)溶劑，如丙酮等去除過渡性襯底；對(duì)于鍵合或電鍍的金屬襯底，如銅襯底，可以選擇氯化鐵溶液去除過渡性襯底。其中n型gan基化合物半導(dǎo)體層1、量子阱或異質(zhì)結(jié)有源層2和p型gan基化合物半導(dǎo)體層3、p電極4和n電極5為單顆晶粒，所述單顆晶粒橫向和縱向尺寸均為0.05-1000um。

所述的無襯底gan基led單顆晶粒，無需封裝，其可直接通過涂覆或噴涂的方式，將混有無襯底gan基led單顆晶粒的半絕緣膠體覆蓋于待裝飾表面，該表面可以為建筑外墻、廣告板、裝飾墻、服裝或絲織品。通過上下電極實(shí)現(xiàn)對(duì)無襯底gan基led單顆晶粒的電流注入。

所述的無襯底gan基led單顆晶粒，可直接使用直流或交流電源驅(qū)動(dòng)。

所述的無襯底gan基led單顆晶粒，可通過將多種單色led單顆晶?；旌显诎虢^緣膠體中，涂覆或噴涂于待裝飾表面，實(shí)現(xiàn)均勻的彩色顯示。

實(shí)施例

請(qǐng)參閱圖6所示，圖6為本發(fā)明的實(shí)施例示意圖，其中包括：

混有無襯底gan基led單顆晶粒的半絕緣膠體20；

分散在半絕緣膠體20中的無襯底gan基led單顆晶粒7；

待裝飾表面9，待裝飾物表面9具有導(dǎo)電特性，該待裝飾表面可以為建筑外墻、廣告板、裝飾墻或服裝絲織品；

透明導(dǎo)電層10，如ito或zno，該導(dǎo)電層具有導(dǎo)電性和透光特性；電極11，電極11為金屬電極或透明導(dǎo)電電極。

本發(fā)明提供一種新型無襯底gan基led單顆晶粒的使用方法，其中包括如下步驟：

步驟1：將無襯底gan基led單顆晶粒分散于半絕緣膠體材料內(nèi)，該膠體材料為半絕緣導(dǎo)電膠；

步驟2：將混有無襯底gan基led單顆晶粒的半絕緣膠體，通過涂覆或者噴涂的方式覆蓋于待裝表面，待裝飾物表面具有導(dǎo)電特性；

步驟3：在半絕緣膠體表面，制備透明導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層具有導(dǎo)電性和透光特性，通過噴涂、濺射或電子束蒸發(fā)制備。

步驟4：在透明導(dǎo)電層表面，制備電極，完成無襯底gan基led單顆晶粒的應(yīng)用。

該無襯底gan基led單顆晶粒通過電極11和導(dǎo)電性的待裝飾表面實(shí)現(xiàn)對(duì)無襯底gan基led單顆晶粒的電流注入，工作電源可為直流或交流。

上文所述的詳細(xì)說明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說明，它們并不是用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，在所述技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出的各種變化均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。