多波长发光二极管磊晶结构制造技术

一种多波长发光二极管磊晶结构，其包含基板以及至少三个发光元件。至少三个发光元件层叠地设置于基板上。相邻的二个发光元件中，设置于较接近出光面的该发光元件的能隙比设置于较远离该出光面的该发光元件的能隙高。

【技术实现步骤摘要】
多波长发光二极管磊晶结构
本专利技术涉及发光二极管领域，特别是涉及一种多波长发光二极管磊晶结构。
技术介绍
发光二极管为通入微小电流即能自发光的半导体电子元件，且相较于其他灯源使用寿命相当长。根据现今技术，其能够发出的光已可涵盖到可见光、红外线及紫外线，且亮度亦可达到相当高的程度，使得越来越多产品的发光源均采用发光二极管进行设计。常见的发光二极管应用包括白光照明、液晶屏幕(LCD)的背光光源、投影机的光源以及户外屏幕使用发光二极管来取代原本的光源，而逐渐广泛应用于日常生活中。发光二极管主要使用的半导体材料通常为周期表中三族元素及五族元素所构成的合金化合物，通过不同材料的选用，电子/电洞所占的能阶会有所不同，能阶的高低差将影响电子/电洞结合后光子能量而产生不同波长的光，亦即可发出不同颜色的光，例如红光、橙光、黄光、绿光、蓝光或紫外光等，并可通过不同颜色的发光二极管的光源混合产生不同颜色。现有的发光二极管磊晶结构大多仅具有单一发光层，少数设计至多具有二发光层，因此只能发出单一或两种波长的光，而其发光波长受限于材料特性影响，所能涵盖频谱范围相当有限。当需要产生的发光波段种类增加，则必须对应增加所需使用的不同发光二极管数量，以期能混合出所需的光。
技术实现思路
基于上述目的，本专利技术提供一种多波长发光二极管磊晶结构，其包含基板以及至少三个发光元件。至少三个发光元件层叠地设置于基板上。相邻的二个发光元件中，设置于较接近出光面的发光元件的能隙比设置于较远离出光面的发光元件的能隙高。可选地，每一发光元件包含发光层，发光层具有多重量子井结构。可选地，至少一发光元件进一步包含第一包覆层和第二包覆层，第一包覆层和第二包覆层位于以发光层为基准而相对的二侧，使发光层位于第一包覆层和所述第二包覆层之间，第一包覆层与第二包覆层的厚度相异。可选地，至少一发光元件进一步包含第一包覆层和第二包覆层，第一包覆层和第二包覆层位于以发光层为基准而相对的二侧，使发光层位于第一包覆层和所述第二包覆层之间，第一包覆层与第二包覆层的厚度相同。可选地，相邻且分别设置有第一包覆层及第二包覆层的二个发光元件中，设置于较接近出光面的发光元件的第一包覆层及第二包覆层的折射率比设置于较远离出光面的发光元件的第一包覆层及第二包覆层的折射率高，且同一发光元件中，第一包覆层及第二包覆层中较接近出光面的一个的折射率比较远离出光面的另一个高。可选地，第一包覆层及第二包覆层分别对应为电子/电洞注入层、电子/电洞传输层、电子/电洞局限层或其组合。可选地，发光层、第一包覆层及第二包覆层分别独立地包含选自由铝、镓、铟、氮、砷及磷所组成的群组中的材料。可选地，本专利技术的多波长发光二极管磊晶结构的发光波段为紫外光或红外光。可选地，相邻设置的第一包覆层及第二包覆层的总厚度不超过1μm。可选地，基板包含转置基板或再生基板。可选地，基板与邻近基板的发光元件之间还设置有黏合层。根据本专利技术提供的多波长发光二极管磊晶结构，仅需单一发光二极管即可同时发出若干种不同激发光谱范围的光，而可同时涵盖更广的发光频谱范围。附图说明图1为本专利技术的多波长发光二极管磊晶结构的第一实施例示意图。图2为本专利技术的多波长发光二极管磊晶结构的第二实施例示意图。图3为本专利技术的多波长发光二极管磊晶结构的第三实施例示意图。图4为本专利技术的多波长发光二极管磊晶结构的第四实施例示意图。图5为本专利技术的多波长发光二极管磊晶结构的第五实施例示意图。符号说明1：多波长发光二极管磊晶结构10、20：基板21：第一发光元件211：第一包覆层一212：第一发光层213：第二包覆层一22：第二发光元件221：第一包覆层二222：第二发光层223：第二包覆层二23：第三发光元件231：第一包覆层三232：第三发光层233：第二包覆层三24：第四发光元件241：第一包覆层四242：第四发光层243：第二包覆层四2N：第N发光元件2N1：第一包覆层N2N2：第N发光层2N3：第二包覆层N50：透明导电薄膜60：反射层70：黏合层W1：出光面具体实施方式本专利技术的技术特征、内容与优点，将参照实施例及所附附图进行更详细地描述如下。其中，所绘制的附图仅为示意及辅助说明书使其更容易理解之用，并非必然为本专利技术实施后的真实比例与精准配置，故不应就其比例与配置关系局限本专利技术的范围。请参阅图1，其为本专利技术的多波长发光二极管磊晶结构的第一实施例示意图。如图所示，本专利技术的多波长发光二极管磊晶结构1包含基板10、以及三个发光元件，分别为第一发光元件21、第二发光元件22和第三发光元件23。第一发光元件21、第二发光元件22和第三发光元件23依序堆叠堆叠设置于基板10上，各发光元件于接收到符合对应自身材料发光的半导体能隙的能量时发光。本专利技术的任意二个相邻的发光元件中，设置于较接近出光面W1的发光元件的能隙比设置于较远离出光面的发光元件的能隙高，也就是说，在本实施例中，设置于较接近出光面W1的第三发光元件23的能隙比设置于较远离出光面W1的第二发光元件22的能隙高，而设置于较接近出光面W1的第二发光元件22的能隙又比设置于较远离出光面W1的第一发光元件21的能隙高。在本实施例中，第一发光元件21、第二发光元件22和第三发光元件23的能隙为0.640eV至1.707eV之间，较佳为0.512eV至5.12eV之间。本专利技术的多波长发光二极管磊晶结构通过将各发光元件的发光能隙分布为朝出光面阶梯式地递增的设计，可减少离出光面较远的发光元件所发出的光的被吸收量，亦即可避免短波长(高能隙)光源在穿透第一层时就被吸收掉，以提高出光率。本专利技术的磊晶方法可包含目前已知的液相沉积磊晶法(LiquidPhaseEpitaxy,LPE)、气相磊晶法(VaporPhaseEpitaxy,VPE)、金属有机化学气相磊晶法(MetalOrganicChemical-VaporDeposition,MOCVD)、分子束磊晶法((MolecularBeamEpitaxy,MBE)等。所选用的基板10的材质可包含蓝宝石(Al2O3)、钻石(C)、硅(Si)、碳化硅(SiC)、氮化铝(AlN)、铝氮化镓(AlGaN)、砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)氮化镓(GaN)及氧化锌(ZnO)中至少一种材料或其他替代性材料。在本实施例中，发光元件的材料可选自铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、氮(N)、砷(As)及磷(P)所组成的群组中的三五族半导体。举例而言，所选的材料可为二元的GaP、GaAs、GaN、InP；三元的AlGaAs、AlGaP、AlInP、GaAsP、InGaP、InGaAs、InGaN、AlGaN；甚至是四元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多波长发光二极管磊晶结构，其特征在于，其包含：/n基板；以及/n至少三个发光元件，层叠地设置于所述基板上；/n其中，相邻的二个所述发光元件中，设置于较接近出光面的所述发光元件的能隙比设置于较远离所述出光面的所述发光元件的能隙高。/n

【技术特征摘要】
20181228 TW 1071476881.一种多波长发光二极管磊晶结构，其特征在于，其包含：
基板；以及
至少三个发光元件，层叠地设置于所述基板上；
其中，相邻的二个所述发光元件中，设置于较接近出光面的所述发光元件的能隙比设置于较远离所述出光面的所述发光元件的能隙高。


2.如权利要求1所述的多波长发光二极管磊晶结构，其特征在于，每一所述发光元件包含发光层，所述发光层具有多重量子井结构。


3.如权利要求2所述的多波长发光二极管磊晶结构，其特征在于，至少一个所述发光元件进一步包含第一包覆层和第二包覆层，所述第一包覆层和所述第二包覆层位于以所述发光层为基准而相对的二侧，使所述发光层位于所述第一包覆层和所述第二包覆层之间，所述第一包覆层与所述第二包覆层的厚度相异。


4.如权利要求2所述的多波长发光二极管磊晶结构，其特征在于，至少一个所述发光元件进一步包含第一包覆层和第二包覆层，所述第一包覆层和所述第二包覆层位于以所述发光层为基准而相对的二侧，使所述发光层位于所述第一包覆层和所述第二包覆层之间，所述第一包覆层与所述第二包覆层的厚度相同。


5.如权利要求3或4所述的多波长发光二极管磊晶结构，其特征在于，相邻且分别设置有所述第一包覆层及所述第二包覆层的二个所述发光元件中，设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜俊纬，曾暐祐，乡田哲也，
申请(专利权)人：光鋐科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71