[發明專利]半導體發光裝置

無效

• 申請號: 200680004323.1
• 申請日: 2006-02-07
• 公開（公告）號: CN101584047A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發明（設計）人: 拉亞·夏爾馬;保羅·摩根·帕蒂森;約翰·F·克丁;中村修二
• 申請（專利權）人: 加利福尼亞大學董事會
• 主分類號: H01L29/22
• 分類號: H01L29/22;H01L33/00
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 王允方;劉國偉

相關申請案的交叉參考

本申請案與以下共同待決且共同轉讓的申請案有關：

第10/938,704號美國實用新型申請案，其在2004年9月10日由Carole?Schwach、Claude?C.A.Weisbuch、Steven?P.DenBaars、Henri?Benisty和Shuji?Nakamura申請，題為“WHITE，SINGLE?OR?MULTI-COLOR?LIGHT?EMITTING?DIODES?BY?RECYCLINGGUIDED?MODES”，代理人案號為30794.115-US-01(2004-064-1)，以及

第US03/39211號P.C.T國際申請案，其在2003年12月9日由Tetsuo?Fujii、Yan?Gao、Evelyn?L.Hu和Shuji?Nakamura申請，題為“HIGHLY?EFFICIENT?GALLIUM?NITRIDEBASED?LIGHT?EMITTING?DIODES?VIA?SURFACE?ROUGHENING”，代理人案號為30794.108-WO-U1(2004-063-1)，

所述申請案以引用方式并入本文中。

關于贊助的研究與開發的聲明

本發明是在以下單位的支持下完成的：University?of?California；Santa?Barbara?SolidState?Lighting?and?Display?Center成員公司，包括Stanley?Electric?Co.，Ltd.、MitsubishiChemical?Corp.、Rohm?Co.，Ltd.、Cree，Inc.、Matsushita?Electric?Works、Matsushita?ElectricIndustrial?Co.以及Seoul?Semiconductor?Co.，Ltd.。

技術領域

本發明涉及半導體發光裝置。

背景技術

典型的白熾光源盡管節能性非常差但具有理想特征的寬發射光譜和高顯色指數。為了在基于氮化鎵(GaN)的裝置中模擬后面的這些屬性，典型的現有技術設計采用含銦(In)“主動”層，其發射在光譜的近紫外(UV)到藍光區域中的光，接著使用所述光來激發磷光體層，以產生所需的寬光譜發射。

此方法具有某些缺點。由于斯托克司頻移(Stokes?shift)(由材料缺陷和大體上部分非輻射衰變產生的發射和吸收光譜的躍遷能量差異)和不良轉換效率的緣故，降頻轉換過程在本質上是低效的。發射光譜和強度對于磷光體成分和厚度中的空間變化非常敏感，且可隨著發射方向而發生極大變化。最后，盡管二極管本身可具有較長使用期限，但磷光體通常隨著時間而降級，從而導致發射光譜隨著時間而變化。

含銦的氮化物基合金可展示在從光譜的UV到紅外部分的波長范圍內的特征發射。因此，理論上，在沒有磷光體輔助的情況下，可單獨使用含銦合金來產生在此寬光譜范圍上進行發射的光源。

然而，使用含銦合金來獲得長波長發射(藍光到紅外)其本身存在問題；其中主要問題是沉積具有高銦含量的層造成材料質量的顯著降級，這對于裝置機能和性能來說是有害的。因此，當前不能夠制作出非常有效的氮化物基綠光、黃光或紅光發光二極管(LED)以及激光器。另外，用以在沒有磷光體輔助的情況下獲得“白”光的當前設計提議方法通常依賴于在導致不良材料質量的條件下沉積的高銦含量層。

本文描述的本發明設法解決上文討論的兩個主要問題。首先，表面織構化允許在促進改進的材料質量和較高效率的條件下沉積以特定波長進行發射的含銦層。第二，通過適當選擇例如織構化與非織構化區域比率的參數和控制織構圖案及尺寸，以及適當選擇外延生長條件，本發明可用于從同一裝置的不同區域獲得處于兩個或兩個以上峰值波長的強光發射。表面的選擇性織構化可因此用于產生無磷光體“白光”光源，其中在不損害材料質量的條件下沉積含銦發光層。

發明內容

本發明揭示一種半導體發光裝置和其制作方法，其中在織構化表面上沉積含銦發光層以及后續裝置層。所得裝置是無磷光體的白光光源。明確地說，從織構化半導體結構獲得多波長光發射。