高电压驱动发光器件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及相邻活性区域之间夹着通道防止层的半导体发光器件，上述通道防止层为在用于仅使在整体活性区域中的一个活性区域活性化的充分的施加电压下，电子或空穴无法移动的半导体层，在量子区域范围内，对相邻的两个活性区域进行独立分离，半导体发光器件在单一芯片内向垂直方向包括多个独立的活性区域，从而能够进行高电压驱动。

High voltage driving light emitting device and manufacturing method thereof

The present invention relates to the active region sandwiched between adjacent channel layer to prevent the semiconductor light-emitting devices, the channel layer is used only to prevent in an active area of activity in the whole active region in the full voltage is applied, the semiconductor layer electrons or holes cannot move, in the quantum region, to separate two an active region of adjacent, semiconductor light emitting devices on a single chip within the vertical direction comprises a plurality of independent active region, thereby enabling high voltage drive.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高电压驱动发光器件及其制造方法
本专利技术涉及半导体发光器件，更详细地，涉及使在单一芯片内垂直构成的多个活性区域驱动的高电压驱动发光器件。
技术介绍
半导体发光器件为利用在活性层对通过n型半导体层供给的电子和通过p型半导体层供给的空穴进行再结合来发生光的原理的半导体器件。半导体发光器件的发光波长通过所使用的半导体物质的能量带隙来确定，为了蓝色、绿色或红外线区域的发光而使用氮化镓类物质，为了红色或红外线区域的发光而使用砷化镓类(或磷化铝铟镓类)物质。最近，半导体发光器件用于照明或高亮度光源，为此，构成包含多个活性区域的多重活性区域，通过施加高电压电源来使半导体发光器件驱动。尤其，在将红色、绿色、蓝色的三原色封装在一个芯片的3in1封装过程中，与绿色及蓝色相比，向驱动电压相对低的红色LED芯片施加红色LED芯片所需要的驱动电压以上的电压，从而发生降低整体半导体发光器件的驱动效率的问题。现有技术文献专利文献美国专利公报第2008-0251799A号美国专利公报第2005-0067627A号美国专利公报第2005-0253151A号
技术实现思路
技术问题本专利技术的一目的在于，提供与氮化镓相比，在发光器件的驱动电压相对低的砷化镓类(或磷化铝铟镓类)发光器件，在垂直位置上形成多个活性区域，从而可进行高电压驱动的砷化镓类(或磷化铝铟镓类)发光器件。本专利技术的再一目的在于，提供利用上述高电压驱动发光器件来改善驱动效率及可靠性的发光器件。本专利技术的另一目的在于，提供使驱动上述高电压驱动发光器件的驱动电路简化的全彩显示器。并且，本专利技术的还有一目的在于，提供制造上述发光器件、包括上述发光器件的模块及采用其的全彩显示器的适当方法。解决问题的方案用于实现上述一个目的的本专利技术实施例的高电压驱动半导体发光器件在一个活性区域按通道长度以上隔开来形成其他一个以上的活性区域，通过加上可驱动上述一个活性区域的驱动电压和可驱动上述其他一个以上的活性区域的驱动电压来施加整体驱动电压。为此，上述半导体发光器件包括：下部半导体层，形成于上述基板；第一活性区域，在上述下部半导体层形成电子和孔来释放光；第一通道防止层，形成于上述第一活性区域；第二活性区域，形成于上述第一通道防止层；上部半导体层，形成于上述第二活性区域；上述下部半导体层的漏出的区域或与下部半导体层想来粘结的导电性基板的一部分区域及形成于上部半导体层各个下部电极及上部电极，上述第一通道防止层及第二通道防止层可反复形成多个，上述第一通道防止层为在用于仅使在整体活性区域中的一个活性区域活性化的充分的施加电压下，电子或空穴无法移动的半导体层，与通常的量子阻挡层相比，厚度更大的半导体层，在量子区域范围内，对相邻的两个活性区域进行独立分离。用于实现上述一个目的的本专利技术实施例的高电压驱动半导体发光器件的驱动方法包括：在基板形成下部半导体层的步骤；在上述下部半导体层形成电子和孔来释放光的第一活性区域形成步骤；在上述第一活性区域形成第一通道防止层的步骤；在上述第一通道防止层形成第二活性区域的步骤；在上述第二活性区域形成上部半导体层的步骤；在上述下部半导体层与绝缘体基板相结合的情况下，漏出上述下部半导体层的一部分区域，在上述漏出的区域及上述上部半导体层形成各个下部电极及上部电极的步骤；以及在上述下部半导体层与导电性基板相结合的情况下，在上述导电性基板下部的一部分区域及上述上部半导体层形成下部电极及上部电极的步骤，可反复进行形成上述第一通道防止层和第二活性区域的步骤，上述第一通道防止层在用于仅使在第一活性区域及第二活性区域中的一个活性区域活性化的充分的施加电压下，电子或空穴无法移动的半导体层，在量子区域范围内，对相邻的两个活性区域进行独立分离。专利技术的效果本专利技术的高电压驱动半导体发光器件可向半导体发光器件施加的驱动电压提供更多个的活性区域，从而可减少在发光器件发生的过电压。由此，可减少发光器件的发热，从而可提高驱动效率并可改善器件的可靠性。并且，当尽心封装时，可进行封装腔内剩余空间提供，从而可增加封装效率。同时，在构成采用本专利技术的高电压驱动半导体发光器件的全彩显示器的过程中，基于相驱动电压提供更多活性区域的过电压减少，减少系统内的发热量，当空冷时，显著减少外部灰尘流入，从而可增加系统的可靠性。并且，向驱动电压提供更多的活性区域并减少过电压，从而可减少用于系统的SMPS的必要水量。并且，可通过高电压驱动的模块内配线简化减少用于电路构成的印刷电路板使用量。附图说明图1为示出本专利技术实施例的代表高电压驱动半导体发光器件的简图。图2和图3示出与图1的半导体器件对应的电路图。图4示出具有以往的多个活性区域的半导体发光器件。图5和图6示出与具有以往的多个活性区域的半导体发光器件的电路图。图7为示出本专利技术另一实施例的高电压驱动半导体发光器件的简图。图8为示出本专利技术另一实施例的高电压驱动半导体发光器件的简图。具体实施方式本专利技术的优点及特征及实现这些的方法参照与附图一同详细后述的实施例变得更加明确。但是，本专利技术并不局限于以下揭示的实施例，而是可体现为多种形态，只是，本实施例使本专利技术的公开变得完整，为了向本专利技术所属
的普通技术人员提供本专利技术的完整范畴，本专利技术通过专利技术要求保护范围的范畴来定义，在说明书整体中，相同附图标记是指相同结构要素。首先，说明具有与本专利技术的高电压驱动半导体发光器件比较的以往的多个活性区域的半导体发光器件，图3示出具有以往的多个活性区域的半导体发光器件。以往的具有多个活性区域的发光器件中，多个活性区域主要分为第一活性区域、第二活性区域及第三活性区域，在各个活性区域中发生的光与红色R、绿色G、蓝色V中的一种相对应，不使用荧光体，可进行白色发光的慕老里式发光器件。此时，红色发光、绿色及蓝色发光可分别由砷化镓类(或磷化铝铟镓类)物质和氮化镓类(或氧化锌类)物质体现，如MOCVD或MBE的通常的半导体形成过程中，很难在没有成长的中断的情况下，形成连续两种物质之间的多个活性区域。基于这种理由，如图4所示，在各个活性区域560、562、564之间存在成长腔外部进行加接合(焊接)的结合层570、572。在此情况下，各个活性区域在相互量子区域的观点上与相互独立的活性区域相对应，驱动电压以驱动各个活性区域的方式需要高电压。但是，如上所述，这种结构在成长腔外部，对异种物质的活性层进行接合(焊接)并结合异种物质的不同波长来体现白色光。并且，现有技术的实施例中，将同种物质之间的多个活性区域形成为in-situ(没有向成长腔外取出外延层的过程)，这种in-situ成长的多个活性区域中，活性区域560、562、564之间的结合层570、572的厚度小于通常的量子挡板或载体的扩散距离，实际上，多个活性区域与一个多重量子阱结构类似，为了驱动上述发光器件，包括与驱动一个活性区域相应的施加电压和追加的外延层的阻抗中的电压强度补偿，没有高电压的施加，可进行低的驱动。图5和图6中示出具有这种以往的多个活性区域的半导体发光器件的电路图。其中，需要注意的是，即使具有多个活性区域，也体现为一个二极管。图5和图6示出与具有以往的多个活性区域的半导体发光器件的上部半导体552分别被p型掺杂物涂敷或者被n型掺杂物涂敷的电路图(省略基于形成多个活性区域的追加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高电压驱动发光器件，其特征在于，上述半导体发光器件包括：基板；下部半导体层，形成于上述基板；第一活性区域，形成于上述下部半导体层；第一通道防止层，形成于上述第一活性区域；第二活性区域，形成于上述第一通道防止层；第三活性区域，形成于上述第二通道防止层；以及上部半导体层，形成于上述第三活性区域，上述第一通道防止层及第二通道防止层为在用于仅使整体活性区域中的一个活性区域活性化的充分的施加电压下无法使电子或空穴移动的半导体层，在量子区域范围内，对相邻的两个活性区域进行独立分离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.31 KR 10-2014-01949581.一种高电压驱动发光器件，其特征在于，上述半导体发光器件包括：基板；下部半导体层，形成于上述基板；第一活性区域，形成于上述下部半导体层；第一通道防止层，形成于上述第一活性区域；第二活性区域，形成于上述第一通道防止层；第三活性区域，形成于上述第二通道防止层；以及上部半导体层，形成于上述第三活性区域，上述第一通道防止层及第二通道防止层为在用于仅使整体活性区域中的一个活性区域活性化的充分的施加电压下无法使电子或空穴移动的半导体层，在量子区域范围内，对相邻的两个活性区域进行独立分离。2.根据权利要求1所述的高电压驱动发光器件，其特征在于，上述第一活性区域、第二活性区域及第三活性区域由具有相同组成的磷化铝铟镓类物质形成，在红色或红外线区域释放相同波长。3.根据权利要求1所述的高电压驱动发光器件，其特征在于，上述第一活性区域、第二活性区域及第三活性区域由Al组成x处于0≤x≤0.45的范围的(AlxGa1-x)0.5In0.5P形成。4.根据权利要求1所述的高电压驱动发光器件，其特征在于，在上述上部半导体层被第一型的掺杂物涂敷的情况下，上述第二通道防止层和第一通道防止层能够分别被第二型及第一型的掺杂物涂敷，在上部半导体层被第二型的掺杂物涂敷的情况下，上述第二通道防止层和第一通道防止层分别被第一型及第二型的掺杂物涂敷，从而，从器件上部沿着垂直方向形成PNPN或NPNP的串联接合。5.根据权利要求1所述的高电压驱动发光器件，其特征在于，上述第一通道防止层及第二通道防止层由Al组成x具有0≤x≤1的范围的(AlxGa1-x)0.5In0.5P形成。6.根据权利要求1所述的高电压驱动发光器件，其特征在于，上述第一通道防止层及第二通道防止层分别具有3μm以上的厚度。7.一种高电压驱动发光器件，其特征在于，发光器件包括：基板；下部半导体层，形成于上述基板；形成于上述下部半导体层的n个活性区域和夹在上述活性区域的n-1个的通道防止层，其中，n为大于2的自然数；以及上部半导体层，形成于最后第n个活性区域，上述第一通道防止层及第二通道防止层为在用于仅使整体活性区域中的一个活性区域活性化的充分的施加电压下无法使电子或空穴移动的半导体层，在量子区域范围内，对相邻的两个活性区域进行独立分离。8.根据权利要求7所述的高电压驱动发光器件，其特征在于，上述n个活性区域由相同组成的磷化铝铟镓类物质形成，在红色或红外线区域释放相同波长。9.根据权利要求7所述的高电压驱动发光器件，其特征在于，上述n个的活性区域由Al组成x具有(AlxGa1-x)0.5In0.5P形成。10.根据权利要求7所述的高电压驱动发光器件，其特征在于，在上述n-1个通道防止层中，在上述上部半导体层被第一型的掺杂物涂敷的情况下，从下部数起的偶数次的通道防止层和奇数次的通道防止层能够分别被第二型及第一型的掺杂物涂敷，在上部半导体层被第二型的掺杂物涂敷的情况下，从...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔云龙，
申请(专利权)人：康斯坦科，
类型：发明
国别省市：韩国,KR