发光器件及照明系统技术方案

本发明专利技术公开了一种发光器件，制造该发光器件的方法，发光器件封装件以及照明系统。该发光器件包括第一导电型半导体层(112)；在第一导电型半导体层(112)上的包括量子阱(114w)和量子墙(114b)的有源层(114)；在有源层(114)上的未掺杂的最终势垒层(127)；在未掺杂的最终势垒层(127)上的AlxInyGa(1-x-y)N基层(0≤x≤1，0≤y≤1)(128)；以及在AlxInyGa(1-x-y)N基层(128)上的第二导电型半导体层(116)。

【技术实现步骤摘要】
发光器件及照明系统
本专利技术涉及一种发光器件，制造发光器件的方法，发光器件封装件和照明系统。
技术介绍
发光器件(LED)包括具有将电能转换为光能的特性的p-n结二极管。p_n结二极管可以通过使元素周期表的第II1-V族元素结合而形成。发光器件可通过调节化合物半导体的组成比来表现出各种颜色。 当向LED施加正向电压时，η层的电子与ρ层的空穴结合，使得可以释放与导带和价带之间的能隙对应的能量。该能量主要实现为热或光，并且LED将能量作为光发出。 例如，氮化物半导体表现出优异的热稳定性和宽的带隙能量，使得氮化物半导体在光学器件和高功率电子器件的领域显著突出。特别地，采用氮化物半导体的蓝光、绿光和UV发光器件已经得到开发和广泛使用。 近来，由于对高效率LED的需求不断增加，所以对光强度的提高已经提出要求。 为了提高光强度，已经进行了各种尝试，例如改进有源层的多量子阱(MQW)、改进电子阻挡层和改进有源层之下的层，但没有获得很大效果。
技术实现思路
本专利技术提供了一种能够增加光强度的发光器件，制造该发光器件的方法，发光器件封装件以及照明系统。 根据实施方案，提供了一种发光器件，该发光器件包括:第一导电型半导体层；在第一导电型半导体层上的包括量子阱和量子墙的有源层；在有源层上的未掺杂的最终势鱼层(undoped last barrier layer);在未掺杂的最终势鱼层上的AlxInyGa(1_x_y)N基层(O ^ X ^ 1,0 ^ y ^ I);以及在 AlxInyGa(1_x_y)N 基层(0彡叉彡 1,0 ^ y ^ I)上的第二导电型半导体层，。 最终势垒层包括:在最终量子阱上的第一 InplGa^N层(0〈Pl〈l)，该最终量子阱在量子阱中最靠近第二导电型半导体层；在第一 InplGa^1N层上的么1(11111(126&1_(11_(^层(0〈q1、q2〈l);以及在 AUIr^GamwN 层上的第二 Inp2Gai_p2N 层(0〈ρ2〈1)。 Al^In^Ga^^^N层的能带隙不同于AlxInyGa(1_x_y)N基层的能带隙。 AlqlInq2Ga1^tJ2N层的能带隙等于或大于AlxInyGa(1_x_y)N基层的能带隙。 根据实施方案的照明系统可以包括具有该发光器件的发光单元。 根据实施方案，可以提供包括能够增加光强度的最佳结构的发光器件，制造该发光器件的方法，发光器件封装件以及照明系统。 此外，根据实施方案，可以提供能够使施加到量子阱的应力最小化并且有效增加量子限制效应(quantum confinement effect)的发光器件,制造该发光器件的方法,发光器件封装件以及照明系统。 因而，根据实施方案，可以提供能够改进量子限制效应、发光效率和器件可靠性的发光器件，制造该发光器件的方法，发光器件封装件以及照明系统。 【附图说明】 图1是示出了根据实施方案的发光器件的截面图。 图2是示出了根据实施方案的发光器件的能带图的实例的图。 图3是示出了根据实施方案的发光器件的带隙能量、平面方向晶格常数与化合物之间的关系的图。 图4是示出了根据实施方案的发光器件的内部量子效率的图。 图5至图8是示出了根据实施方案的制造发光器件的方法的截面图。 图9是示出了根据实施方案的发光器件封装件的截面图。 图10是示出了根据实施方案的光单元的分解图。 【具体实施方式】 在下文中，将参照附图描述根据实施方案的发光器件，制造该发光器件的方法，发光器件封装件以及照明系统。 在实施方案的描述中，应当理解，当层(或膜)被称作在另一层或衬底“上”时，其可以直接在另一层或衬底上，或者也可以存在插入层。此外，应当理解，当层被称作在另一层“下”时，其可以直接在另一层之下，也可以存在一个或更多个插入层。此外，还应当理解，当层被称作在两层“之间”时，其可以是两层之间唯一的层，或者也可以存在一个或更多个插入层。 (实施方案) 根据相关技术(“相关技术”可以包括在本申请的 申请日期:之时并非在本领域中众所周知的技术)，发光器件包括N型半导体层和P型半导体层，其可以用作基础发光结构，并且包括在有源层与P型半导体层之间的电子阻挡层，使得具有高迁移率的电子被阻挡，从而提闻发光效率。 此外，根据相关技术，在最终量子阱与电子阻挡层之间提供最终势垒，使得向最终量子阱提供量子限制效应并且执行保护有源层的功能，由此可以防止电子阻挡层中的Mg掺杂剂渗入到有源层的量子阱中。 同时,根据相关技术,最终势垒包括最终GaN和InGaN势垒，并且存在如下问题。 例如，根据最终GaN势鱼，通过在相邻于P型半导体的InGaN量子阱与最终GaN势垒之间的晶格失配所导致的应力，量子阱的内场增加，使得量子阱的发光效率劣化。 与此相反，根据最终InGaN势鱼，尽管与最终GaN势垒相比，减小了在相邻于P型半导体的InGaN量子阱与最终InGaN势垒之间的晶格失配，但是最终InGaN势垒的能带隙小于最终GaN势垒的能带隙，使得量子阱中的电子的量子限制效应降低。 因此，根据相关技术的最终势垒，具有优异量子限制效应的结构(最终GaN势垒)的发光效率可能由于晶格失配导致的应力而劣化，具有减小的晶格失配的结构(最终InGaN势垒)的量子限制效应可能减小，使得器件的电流注入效率劣化，导致技术上的矛盾。 为了解决该技术矛盾，需要开发能够在有效地增加量子限制效应的同时使施加到量子阱的应力最小化的发光器件。 图1是示出了根据实施方案的发光器件的截面图。 此外，图2是示出了根据实施方案的发光器件的能带图的实例的图。图3是示出了根据实施方案的发光器件的带隙能量、平面方向晶格常数与化合物之间的关系的图。 参照图2，根据实施方案的发光器件100可以包括第一导电型半导体层112、在第一导电型半导体层112上的包括量子阱114w和量子墙(wall) 114b的有源层114、在有源层114上的未掺杂的最终势垒层127、在未掺杂的最终势垒层127上的AlxInyGa(1_x_y)N(0彡X彡1，0彡y彡I)基层128以及在AlxInyGa(1_x_y)N(0彡x彡1，0彡y彡I)基层128上的第二导电型半导体层116。AlxInyGa(1_x_y)N(0彡x彡1，O彡y彡I)基层128可以用作电子阻挡层。 根据实施方案，未掺杂的最终势鱼层127可以包括第一 InplGa1I1N((Kp,I)层 127a、在第一 InplGa1^plN 层 127a 上的 AlqlInq2Ga1_ql_q2N(0<q1, q2〈l)层 127d、以及在Aiyr^GahwN 层 127d 上的第二 Ιηρ26&1_ρ2Ν(0〈ρ2〈1)层 127c。 根据实施方案，提供具有上述结构的未掺杂的最终势垒层127使得可以改进如下所述的量子限制效应、发光效率和器件可靠性。 参照图3，Al^In^Ga^^^N层127d的平面方向晶格常数可以等于或大于量子墙114b的平面方向晶格常数。例如，当量子墙114b为GaN量子墙时，AlJr^Gaif』层的平面方向晶格常数可以等于或大于GaN量子墙114b本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光器件，包括：第一导电型半导体层；在所述第一导电型半导体层上的包括量子阱和量子墙的有源层；在所述有源层上的未掺杂的最终势垒层；在所述未掺杂的最终势垒层上的AlxInyGa(1‑x‑y)N基层(0≤x≤1，0≤y≤1)；以及在所述AlxInyGa(1‑x‑y)N基层上的第二导电型半导体层，其中所述最终势垒层包括：在最终量子阱上的第一Inp1Ga1‑p1N层(0<p1<1)，所述最终量子阱在所述量子阱中最靠近所述第二导电型半导体层；在所述第一Inp1Ga1‑p1N层上的Alq1Inq2Ga1‑q1‑q2N层(0<q1，q2<1)；以及在所述Alq1Inq2Ga1‑q1‑q2N层上的第二Inp2Ga1‑p2N层(0<p2<1)。

【技术特征摘要】
2013.07.18 KR 10-2013-00847351.一种发光器件，包括: 第一导电型半导体层； 在所述第一导电型半导体层上的包括量子阱和量子墙的有源层； 在所述有源层上的未掺杂的最终势垒层； 在所述未掺杂的最终势垒层上的AlxI nyGa(1_x_y) N基层(O彡X彡1，0彡y彡I);以及 在所述AlxInyGa(1_x_y)N基层上的第二导电型半导体层， 其中所述最终势垒层包括: 在最终量子阱上的第一 InplGai_plN层(0〈Pl〈l)，所述最终量子阱在所述量子阱中最靠近所述第二导电型半导体层； 在所述第一 InplGa1-JjlN 层上的 Al^Ir^Ga^^N 层(0<q1； q2<l);以及 在所述 AlqlInq2Ga1Ih2N 层上的第二 Inp2Ga^p2N 层(0〈ρ2〈1)。2.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述AlqlInq2Ga1I1I2N层的能带隙不同于所述AlxInyGa(1_x_y)N基层的能带隙。3.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述AlqlInq2Ga1I1I2N层的能带隙等于或大于所述AlxInyGa(1_x_y)N基层的能带隙。4.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述AlqlInq2Ga1I1I2N层的沿着表面方向的晶格常数不同于所述量子墙的沿着表面方向的晶格常数。5.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述AlqlInq2Ga1I1I2N层的沿着表面方向的晶格常数等于或大于所述量子墙的沿着表面方向的晶格常数。6.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述第一InplGa^N层和所述第二 Inp2Gai_p2N层的沿着表面方向的晶格常数不同于所述量子墙的沿着表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：文用泰，林贤哲，
申请(专利权)人：LG伊诺特有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR