用于植物照明的发光二极管及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种用于植物照明的发光二极管及其制作方法，其依次包括外延生长的第一红光发光外延叠层、DBR半导体叠层及第二红光发光外延叠层，其中第一红光发光外延叠层包含第一N型欧姆接触层、第一N型覆盖层、第一发光层、第一P型覆盖层及第一P型欧姆接触层，所述第二红光发光外延叠层包含第二N型欧姆接触层、第二N型覆盖层、第二发光层、第二P型覆盖层及第二P型欧姆接触层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体照明领域，具体的说是用于植物照明的发光二极管及其制作方法。
技术介绍
植物照明应用的LED波长主要为深蓝光（450nm）、超红光（~660nm）与远红光（~730nm)，其中深蓝光和超红光提供光合作用所需光线，远红光可控制植物从发芽到营养生长再到开花的整个过程。目前，市场的使用方式多为将深蓝光、超红光及远红光LED芯片单一波长逐一封装，再将个别封装体按各种排列方式组装于灯版上，如图1所示。然而受控于空间有限与成本问题，未来所使用的LED颗数越少越好，尺寸越小越好。
技术实现思路
针对前述问题，本专利技术提出一种用于植物照明的发光二极管及其制作方法，其使用超红光与远红光叠层外延生长方式搭配芯片制程，减少封装数目及植物照明灯板面积，降低成本。根据本专利技术的第一个方面，用于植物照明的发光二极管外延片，从下到上依次包括：生长衬底、第一红光发光外延叠层、DBR半导体叠层及第二红光发光外延叠层，其中第一红光发光外延叠层包含第一N型欧姆接触层、第一N型覆盖层、第一发光层、第一P型覆盖层及第一P型欧姆接触层，所述第二红光发光外延叠层包含第二N型欧姆接触层、第二N型覆盖层、第二发光层、第二P型覆盖层及第二P型欧姆接触层。优选地，所述DBR半导体叠层的掺杂溶度不大于5E17，形成一高阻值界面。优选地，所述第一发光层的发光波长为710nm~750nm，所述第二发光层的发光波长为640~680nm。优选地，所述第一发光层的发光波长为730nm，所述第二发光层的发光波长为660nm。优选地，所述DBR半导体叠层与第二红光发光外延叠层之间还设有一蚀刻截止层。根据本专利技术的第二个方面，用于植物照明的发光二极管芯片，从上至下包括：第一红光发光外延叠层、DBR半导体叠层、第二红光发光外延叠层及导电基板；所述第一红光发光外延叠层包含第一N型欧姆接触层、第一N型覆盖层、第一发光层、第一P型覆盖层及第一P型欧姆接触层；所述第二红光发光外延叠层包含第二N型欧姆接触层、第二N型覆盖层、第二发光层、第二P型覆盖层及第二P型欧姆接触层；所述第二红光发光外延叠层所述第一红光发光外延叠层的发光面积小于所述第二红光发光外延叠层的发光面积；所述第一N型欧姆接触层上设有第一电极，所述第一P型欧姆接触层与所述第二N型欧姆接触层之间设有电连接结构，第二P型欧姆接触层上设有第二电极。优选地，所述第一发光层的发光波长为710nm~750nm，所述第二发光层的发光波长为640~680nm。优选地，所述DBR半导体叠层的掺杂溶度不大于5E17，形成一高阻值界面。优选地，所述第二红光发光外延叠层的表面预设为发光区和非发光区，所述DBR半导体叠层形成于所述第二红光发光外延叠层的非发光区之上。优选地，所述DBR半导体叠层的面积小于所述第二红光发光外延叠层的发光面积，但大于所述第一红光发光外延叠层的发光面积。优选地，所述第二N型欧姆接触层表面上的非发光区设有电扩散结构。优选地，所述DBR半导体叠层与第二红光发光外延叠层之间还设有一蚀刻截止层。根据本专利技术的第三个方面，用于植物照明的发光二极管芯片的制作方法，包括步骤：1）外延生长：提供一生长衬底，在其表面上形成前述任意一种用于植物照明的发光二极管外延片；2）衬底转移：在前述形成的外延片表面上粘结导电基板，并去除生长衬底，裸露出所述外延片的第一N型欧姆接触层表面；3）定义发光区：在所述外延片的表面上定义第一发光区和第二发光区，去除第二发光区的第一N型欧姆接触层、第一N型覆盖层、第一发光层、第一P型覆盖层，裸露出所述第一P型欧姆接触层；4）制作电极：去除所述第二发光区的DBR半导体叠层，裸露出第二N型欧姆接触层的表面，在所述第一N型欧姆接触层的表面上制作N型电极，并制作电连接结构，电性连接所述第一P型欧姆接触层和第二N型欧姆接触层。优选地，所述步骤3）中，所述外延片的表面还定义有隔离区，其位于所述第一发光区和第二发光区之间。优选地，所述步骤3）中，去除第二发光区和隔离区的第一N型欧姆接触层、第一N型覆盖层、第一发光层、第一P型覆盖层。优选地，完成所述步骤4）后，所述DBR层的面积大于所述第一发光区的面积，但小于所述第二发光区的面积。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。图1为现有的一种植物照明应用的LED灯版示意图。图2为根据本专利技术实施的一种用于植物照明的发光二极管芯片的侧面剖视图。图3为图2所示发光二极管芯片的俯视图。图4~13根据本专利技术实施的一种用于植物照明的LED芯片的制作过程剖视图。图中：100：植物照明用LED灯版，110：封装体；120：深蓝光LED芯片；130：超红光LED芯片；140：远红光LED芯片；200：生长衬底；210：远红光发光外延叠层；211：第一N型蚀刻截止层；212：第一N型欧姆接触层；213：第一N型电极扩散层；214：第一N型覆盖层；215：第一发光层；216：第一P型覆盖层；217：第一P型欧姆接触层；220：DBR半导体叠层；230：超红光发光外延叠层；231：第二N型蚀刻截止层；232：第二N型欧姆接触层、233：第二N型电极扩散层；234：第二N型覆盖层；235：第二发光层；236：第二P型覆盖层；237：P型转换过渡层；238：第二P型欧姆接触层；240：镜面结构；250：导电粘结层；260：导电基板；271：N型电极；272：BeAu金属层；273：电连接结构；274：电极扩展条；275：P型电极。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。下面实施例公开了一种植物照明用的发光二极管，其利用叠层外延在单个芯片实现植物照明所需超红光(~660nm)与远红光(~730nm)。请参看图2，根据本专利技术实施的一种垂直型发光二极管芯片，包括：远红光发光外延叠层210、DBR半导体叠层220、超红光外延叠层230、镜面结构240、导电粘结层250、导电基板260及N型电极271、P型电极275等。其中，远红光发光外延叠层210的发光波长为710nm~750nm，较佳为~730nm，远红光发光外延叠层210的发光波长为640~680nm，较佳为~660nm。进一步地，远红光发光外延叠层210的发光面积210a小于或等于超红光发光外延叠层230的发光面积230a，较佳的，远红光发光外延叠层210的发光面积210a为超红光发光外延叠层230的发光面积230a的三分之一。DBR半导体叠层220位于远红光发光外延叠层210与超红光发光外延叠层230之间，一方面用于反射远红光发光外延叠层210发射的远红光，避免远红光发光外延叠层210发射的远红光被超红光发光外延叠层230吸收，另一方面形成一高阻值界面，作为电流阻挡层功能，让电流尽量流向上方无远红光发光外延叠层210的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于植物照明的发光二极管外延片，从下到上依次包括：生长衬底、第一红光发光外延叠层、DBR半导体叠层及第二红光发光外延叠层，其中第一红光发光外延叠层包含第一N型欧姆接触层、第一N型覆盖层、第一发光层、第一P型覆盖层及第一P型欧姆接触层，所述第二红光发光外延叠层包含第二N型欧姆接触层、第二N型覆盖层、第二发光层、第二P型覆盖层及第二P型欧姆接触层。

【技术特征摘要】
1.用于植物照明的发光二极管外延片，从下到上依次包括：生长衬底、第一红光发光外延叠层、DBR半导体叠层及第二红光发光外延叠层，其中第一红光发光外延叠层包含第一N型欧姆接触层、第一N型覆盖层、第一发光层、第一P型覆盖层及第一P型欧姆接触层，所述第二红光发光外延叠层包含第二N型欧姆接触层、第二N型覆盖层、第二发光层、第二P型覆盖层及第二P型欧姆接触层。2.根据权利要求1所述的用于植物照明的发光二极管外延片，其特征在于：所述DBR半导体叠层的掺杂溶度不大于5E17，形成一高阻值界面。3.根据权利要求1所述的用于植物照明的发光二极管外延片，其特征在于：所述第一发光层的发光波长为710nm~750nm，所述第二发光层的发光波长为640~680nm。4.根据权利要求1所述的用于植物照明的发光二极管外延片，其特征在于：所述DBR半导体叠层与第二红光发光外延叠层之间还设有一蚀刻截止层。5.用于植物照明的发光二极管芯片，从上至下包括：第一红光发光外延叠层、DBR半导体叠层、第二红光发光外延叠层及导电基板；所述第一红光发光外延叠层包含第一N型欧姆接触层、第一N型覆盖层、第一发光层、第一P型覆盖层及第一P型欧姆接触层；所述第二红光发光外延叠层包含第二N型欧姆接触层、第二N型覆盖层、第二发光层、第二P型覆盖层及第二P型欧姆接触层；所述第二红光发光外延叠层所述第一红光发光外延叠层的发光面积小于所述第二红光发光外延叠层的发光面积；所述第一N型欧姆接触层上设有第一电极，所述第一P型欧姆接触层与所述第二N型欧姆接触层之间设有电连接结构，第二P型欧姆接触层上设有第二电极。6.根据权利要求5所述的用于植物照明的发光二极管芯片，其特征在于：所述第一发光层的发光波长为710nm~750nm，所述第二发光层的发光波长为640~680nm。7.根据权利要求5所述的用于植物照明的发光二极管芯片，其特征在于：所述DBR半导体叠层与第二红光发光外延叠层之间还设有一蚀刻截止层。8.根据权利要求5所述的用于植物照明的发光二极管芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴超瑜，吴俊毅，黄俊凯，王笃祥，
申请(专利权)人：天津三安光电有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12