[發明專利]一種半導體發光元件

有效

• 申請號: 201811460342.6
• 申請日: 2018-12-01
• 公開（公告）號: CN109599467B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 王星河
• 申請（專利權）人: 王星河
• 主分類號: H01L33/08
• 分類號: H01L33/08;H01L33/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種半導體發光元件，其特征在于依次包括襯底、n型氮化物半導體，多量子阱，V-pits，PbSe/InPAs核殼量子點，Cd₃P₂/InP核殼量子點以及p型氮化物半導體，其特征在于所述PbSe/InPAs核殼量子點發出紅光；所述Cd₃P₂/InP核殼量子點發出綠光，所述多量子阱發出藍光，從而在同一外延片內形成發出紅光、藍光和綠光的半導體發光元件;所述PbSe/InPAs核殼量子點通過控制Mn和Fe元素的濃度和PbSe/InPAs核殼量子點核層和殼層的厚度及其比例可調控量子點發光波長為600~750 nm；所述Cd₃P₂/InP核殼量子點通過控制Mn和Fe元素的濃度和Cd₃P₂/InP核殼量子點核層和殼層的厚度及其比例可調控量子點發光波長為500~600 nm。

2.根據權利要求1所述一種半導體發光元件，其特征在于：所述V-pits由第一V-pits和第二V-pits組成，所述PbSe/InPAs核殼量子點和Cd₃P₂/InP核殼量子點位于V-pits內部；所述第一V-pits內具有PbSe/InPAs核殼量子點發出紅光；所述第二V-pits內具有Cd₃P₂/InP核殼量子點發出綠光；所述第一V-pits和第二V-pits之間的多量子阱發出藍光，從而在同一外延片內形成紅光、綠光和藍光三基色的發光元件。

3.根據權利要求1所述一種半導體發光元件，其特征在于：所述PbSe/InPAs核殼量子點還可摻雜Mn、Fe元素進行波長調控，通過控制Mn和Fe元素的濃度控制PbSe/InPAs核殼量子點的發光波長；所述Mn和Fe摻雜元素在PbSe/InPAs核殼量子點的摻雜濃度為1.0 E6cm^-3~1.0 E21cm^-3。

4.根據權利要求1所述一種半導體發光元件，其特征在于：所述Cd₃P₂/InP核殼量子點還可摻雜Mn和Fe元素進行波長調控，通過控制Mn和Fe元素的濃度控制Cd₃P₂/InP核殼量子點的發光波長。

5.根據權利要求2所述一種半導體發光元件，其特征在于：所述第一V-pits內具有PbSe/InPAs核殼量子點，PbSe為核層，直徑為t1，InPAs為殼層，厚度為t2，殼層包覆住核層，其中5 nm≤t1, t2≤100 nm，調控t1和t2的厚度及其比例可調控量子點發光波長為600~750 nm。

6.根據權利要求1所述一種半導體發光元件，其特征在于：Cd₃P₂/InP核殼量子點，Cd₃P₂為核層，直徑為t3，InP為殼層，厚度為t4，5 nm≤t3, t4≤100 nm，調控t3和t4的厚度及其比例可調控量子點發光波長為500~600 nm。

7.根據權利要求2所述一種半導體發光元件，其特征在于：所述第一V-pits和第二V-pits的開口尺寸為50~500 nm，所述PbSe/InPAs核殼量子點和Cd₃P₂/InP核殼量子點的直徑30~300 nm。

8.根據權利要求1所述一種半導體發光元件，其特征在于：所述多量子阱為In_xGa_1-xN/GaN量子阱，In組分0.15x0.35，所述多量子阱發出藍光，波長為400~500 nm。