[发明专利]一种基于表面等离子体效应的宽带高效GaN基LED芯片及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于表面等离子体效应的宽带高效GaN基LED芯片及其制备方法。该宽带高效GaN基LED芯片为倒装结构，由下至上依次包括衬底、缓冲层、非故意掺杂GaN层、n‑GaN层、量子阱层、电子阻挡层、p‑GaN层、金属反射镜层、钝化层、p‑电极层、n‑电极层、p‑电极孔和n‑电极孔；所述金属反射镜层的底面连接p‑GaN层的表面处具有微米‑纳米复合金属结构。微米金属结构包含交替出现的凸起部分和凹槽部分；凸起部分延伸至量子阱附近，实现高效SP‑MQW耦合；凹槽部分覆盖在p‑GaN表面，使p‑GaN层具有足够的厚度注入空穴；纳米金属结构分布在微米金属结构与p‑GaN的分界面上。

主权项

1.基于表面等离子体效应的宽带高效GaN基LED芯片，其特征在于，该宽带高效GaN基LED芯片为倒装结构，由下至上依次包括衬底（1）、缓冲层（2）、非故意掺杂GaN层（3）、n‑GaN层（4）、量子阱层（5）、电子阻挡层（6）、p‑GaN层（7）、金属反射镜层（8）、钝化层（9）、p‑电极层（10）、n‑电极层（11）；所述金属反射镜层（8）的底面与p‑GaN层（7）的表面接触部位具有微米‑纳米复合金属结构；所述微米‑纳米复合金属结构包括微米金属结构和纳米金属结构；所述微米金属结构和纳米金属结构均为交替出现的凸起和凹槽结构，所述纳米金属结构分布在微米金属结构与p‑GaN层（7）的分界面上；所述p‑GaN层（7）的表面具有与微米‑纳米复合金属结构互补的微米‑纳米复合结构；所述微米金属结构的凸起部分延伸至距离p‑GaN层（7）的底部10nm~1μm处，靠近量子阱层（5），微米金属结构的凹槽部分覆盖p‑GaN层（7）的表面；所述微米金属结构的凸起和凹槽部分在空间上呈随机分布、一维光栅分布或二维点阵分布中的一种，凸起的形状和凹槽的内凹形状均呈长方体、圆柱、圆台、棱柱或棱台中的一种；所述纳米金属结构的凸起和凹槽部分在空间上呈随机分布、一维光栅分布或二维点阵分布中的一种，凸起的形状和凹槽的内凹形状均呈不规则形状、长方体、圆柱、圆台、棱柱或棱台中的一种；所述微米金属结构的凸起的外径和高度以及凹槽的内径和深度都大于表面等离子体的传播长度，在50nm~5μm之间；所述微米金属结构的凸起部分上的纳米金属结构与量子阱层（5）的距离小于表面等离子体在芯片介质中的穿透深度，在10 nm ~ 200 nm之间。