一种HEMT与阵列LED单片集成芯片及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种hemt与阵列led单片集成芯片，其特征在于，包括hemt区域及led区域，所述hemt区域包括从下到上依次排列分布的高阻衬底、gan缓冲层、gan沟道层、algan势垒层及hemt电极层，所述hemt电极层包括源电极、漏电极及栅电极；所述led区域包括至少两个阵列设置的led单元及第一金属连接桥，所述led单元包括高阻衬底、gan缓冲层、gan沟道层、algan势垒层、i
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gan层、n型gan层、n电极、ingan/gan多量子阱层、algan电子阻挡层、p型gan层、p电极及保护层，所述第一金属连接桥的两端分别用于连接相邻的led单元的n电极与p电极，以实现各led单元的串联；所述hemt区域的源电极通过第二金属连接桥与串联设置的首个led单元的p电极相连，以实现hemt区域与led区域的电学导通。2.根据权利要求1所述的hemt与阵列led单片集成芯片，其特征在于，各所述led单元的排布方式为线性排布。3.根据权利要求1所述的hemt与阵列led单片集成芯片，其特征在于，所述源电极与所述algan势垒层为欧姆接触，所述源电极为ti、al、ni、au中的一种或者两种以上；所述漏电极与所述algan势垒层为欧姆接触，所述漏电极为ti、al、ni、au中的一种或者两种以上；所述栅电极与所述algan势垒层为肖特基接触，所述栅电极为ni、au中的一种或者两种。4.根据权利要求1所述的hemt与阵列led单片集成芯片，其特征在于，所述n电极的表面与所述n型gan层为欧姆接触，所述n电极为cr、ti、al、au、ag、pt中的一种或者两种以上；所述p电极的表面与所述p型gan层为欧姆接触，所述p电极为cr、ti、al、au、ag、pt中的一种或者两种以上。5.根据权利要求4所述的hemt与阵列led单片集成芯片，其特征在于，所述n电极的厚度为1μm
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5μm；所述p电极的厚度为1μm
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5μm。6.根据权利要求1所述的hemt与阵列led单片集成芯片，其特征在于，所述高阻衬底为高阻硅衬底，所述高阻硅衬底的厚度为500μm
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1000μm；所述保护层为sio2钝化层，所述sio2钝化层的厚度为300nm
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500nm。7.根据权利要求1所述的hemt与阵列led单片集成芯片，其特征在于，所述第一金属连接桥、第二金属连接桥均为au。8.根据权利要求1所述的hemt与阵列led单片集成芯片，其特征在于，所述hemt区域与所述led区域的面积比为1：2。9.一种如权利要求1
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8任一项所述的hemt与阵列led单片集成芯片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s1：取外延高阻衬底，在外延高阻衬底上依次生长gan缓冲层、gan沟道层、algan势垒层、i
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gan层、n型gan层、ingan/gan多量子阱层、algan电子阻挡层和p型gan层，得到hemt
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led集成外延片；s2：在上述hemt
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led集成外延片上通过选区刻蚀方法，分为hemt区域和led区域；s3：在hemt区域上制备源电极、漏电极和栅电极；s4：在led区域上通过刻蚀方法，形成n型gan层台阶，并在n型gan层台阶处制备n电极，在p型gan层的顶部制备p电极，得到第一led单元；重复上述第一led单元的制备步骤，得到至少一个阵列设置的第二led单元；s5：通过上述步骤s3、s4，得到hemt
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led集成外延器件，在hemt
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led集成外延器件的表面沉积保护层；
s6：制备第一金属连接桥，使第一金属连接桥穿设于第一led单元的n电极上方的保护层和相邻的第二led单元的p电极上方的保护层，将第一led单元的n电极和相邻的第二led单元的p电极相连，实现阵列设置的led单元的串联；s7：制备第二金属连接桥，使第二金属连接桥穿设于hemt区域的源电极上方的保护层和第一led单元的p电极上方的保护层，将源电极与第一led单元的p电极互联，实现hemt区域与led区域的电学导通；s8：引出hemt区域的漏电极和栅电极，得到hemt与阵列led单片集成芯片。10.根据权利要求9所述的hemt与阵列led单片集成芯片的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，利用mocvd设备在外延高阻衬底上生长各外延层；在步骤s3中，具体制备步骤为：在hemt区域上通过光刻并沉积金属层，然后在n2气氛和温度为850℃下退火30s，制备具有欧姆接触的源电极和漏电极，最后通过光刻并沉积金属层，制备具有肖特基接触的栅电极。

技术总结
本发明公开了一种HEMT与阵列LED单片集成芯片，包括HEMT区域及LED区域，HEMT区域包括高阻衬底、GaN缓冲层、GaN沟道层、AlGaN势垒层及HEMT电极层；LED区域包括至少两个阵列设置的LED单元及第一金属连接桥，第一金属连接桥的两端分别用于连接相邻的LED单元的N电极与P电极，以实现各LED单元的串联；HEMT区域的源电极通过第二金属连接桥与串联设置的首个LED单元的P电极相连，以实现HEMT区域与LED区域的电学导通。本发明简化驱动电路，并进一步地提升了集成芯片的驱动电压和光输出功率，降低了芯片的结电容，进而降低RC时间常数，可应用于更多对照明需求高的场景。对照明需求高的场景。对照明需求高的场景。


技术研发人员：李国强
受保护的技术使用者：河源市众拓光电科技有限公司
技术研发日：2021.06.29
技术公布日：2021/11/23