[发明专利]一种单芯片白光LED的制备方法

权利要求书

1.一种单芯片白光LED的制备方法，其特征在于，包括：

在蓝宝石(Al₂O₃)、碳化硅(SiC)或硅(Si)衬底上刻蚀出光刻时对版的光刻标记点，得到具有第一光刻版对位标记图形的衬底；

在所述具有第一光刻版图形的衬底上依次生长GaN或AlN成核层、非故意掺杂GaN缓冲层和掺Si的n型GaN层；

重复沉积掩膜薄膜材料得到掩膜薄膜层，设计光刻版刻蚀去除光刻版中标定区域的掩膜薄膜材料，露出下面的n型GaN层；再在所述光刻版中标定区域中生长不同发光波长的有源区发光层，得到不同发光波长的外延层区域；

在各个有源区发光层上生长p型GaN层，得到同一外延片上多区域不同发光波长的LED外延片；

利用光刻工艺把芯片加工中的透明导电膜制备、芯片台面刻蚀、单胞深槽刻蚀、侧壁钝化和单胞间电极蒸镀布线的光刻版，与上述的光刻版形成的对位标记进行套刻；保证设计的不同发光波长的有源区和芯片中的单胞对应，并根据预先设计的单胞间的串并联关系，蒸镀金属薄膜电极材料，利用预设的波长组合将不同的所述单胞互连，得到发白光的LED芯片。

2.根据权利要求1所述的单芯片白光LED的制备方法，其特征在于，重复沉积掩膜薄膜材料得到掩膜薄膜层，设计光刻版刻蚀去除光刻版中标定区域的掩膜薄膜材料，露出下面的n型GaN层；再在所述光刻版中标定区域中生长不同发光波长的有源区发光层，得到不同发光波长的外延层区域，为：

沉积掩膜薄膜材料得到掩膜薄膜层；

在设定的生长发光波长W1的外延层区域，设计第二光刻版；光刻、刻蚀去除所述第二光刻版中标定区域的掩膜薄膜材料，露出下面的n型GaN层；

在所述第二光刻版中标定区域，即露出的n型GaN层上生长发光波长为W1的有源区发光层；

沉积掩膜薄膜材料得到掩膜薄膜层；

在设定的生长发光波长W2的外延层区域，设计第三光刻版；光刻、刻蚀去除所述第三光刻版中标定区域的掩膜薄膜材料，露出下面的n型GaN层；

在所述第三光刻版中标定区域，即露出的n型GaN层上生长发光波长为W2的有源区发光层；

重复沉积掩膜薄膜材料得到掩膜薄膜层，设计光刻版刻蚀去除光刻版中标定区域的掩膜薄膜材料，再在所述光刻版中标定区域中生长不同发光波长的有源区发光层，得到不同发光波长的外延层区域。

3.根据权利要求2所述的单芯片白光LED的制备方法，其特征在于，所述沉积掩膜薄膜材料得到掩膜薄膜层，为：

沉积50-300nm的氧化硅(SiO₂)、氮化硅(Si_xN_y)或其它掩膜薄膜材料。

4.根据权利要求2所述的单芯片白光LED的制备方法，其特征在于，刻蚀去除所述第二光刻版中标定区域的掩膜薄膜材料，露出下面的n型GaN层，为：

利用光刻工艺，把第二光刻版与第一光刻版刻蚀后在衬底上形成的对位标记进行套刻，曝光显影后，开出第二光刻版中标定区域的窗口区；

利用湿法腐蚀溶液去除所述窗口区的掩膜薄膜材料，然后利用去胶液去除光刻胶，清洗甩干。

5.根据权利要求2所述的单芯片白光LED的制备方法，其特征在于，在所述第二光刻版中标定区域中生长发光波长为W1的有源区发光层，为：

在所述第二光刻版中标定区域中生长发光波长为W1的有源区发光层后中止生长，此发光层为(In_xAl_yGa_1-x-yN/In_vAl_wGa_1-v-wN)*n的多量子阱结构材料或稀土元素掺杂的GaN基材料，其中：In_xAl_yGa_1-x-yN为量子阱，In_vAl_wGa_1-v-wN为量子磊，量子磊材料带隙宽度大于量子阱材料，n为周期数，0≤x≤1，0≤y≤1，x+y≤1，0≤v≤1，0≤w≤1，v+w≤1，稀土元素掺杂的GaN基材料发光层的掺杂元素为Tm、Er或Eu。