【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包括光子晶体结构的半导体发光器件。技术背景诸如发光二极管(LED)之类的发光器件从技术上和经济学上说 是^f艮有利的固态光源。LED可以可靠地提供具有高亮度的光，因此在过 去数十年中，它们在包括有平板显示器、交通灯、以及光通信在内的许 多应用中起了关键作用。LED包括正向偏置的p-n结。当由电流驱动 时，将电子和空穴(hole)注入到结区中，在该结区中它们重新结合 并且通过发射出光子来释放它们的能量。当前在制造可在可见光谱上操 作的高亮度发光器件中所感兴趣的材料系统包括组ni-V半导体，尤 其是包括还被称为III-氮化物材料的镓、铝、铟、以及氮的二元合金、 三元合金、以及四元合金。LED的质量可以表征为例如其提取效率，提取效率用于度量从器件 中提取的光子与在发光区中所产生的光子的比率。提取效率例如受到发 射光子在形成器件的P型、N型、以及发光区的高折射率半导体晶体的 壁上遭受了多次全内反射的限制。其结果是，许多发射光子不会逸入空 闲空间，这会导致典型小于30%的低抽提效率。已提议了各种方法以提高LED的提取效率。例如通过开发包括有立 方形、圆柱...
【技术保护点】
一种包括在半导体结构之内生长光子晶体在内的方法，该半导体结构包括被配置为当正向偏置时发射出波长为λ的光的发光区，所述分光区布置在ｎ型区与ｐ型区之间，其中光子晶体包括： 具有第一折射率的多个半导体材料区域；以及 具有第二折射率的多个材料区域，其中第二折射率与第一折射率不同； 其中具有第二折射率的材料的区域以阵列方式布置在半导体材料区域之间，并且每个具有第二折射率的材料的区域距最近的、具有第二折射率的材料的相邻区域小于５λ。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-6-17 11/156,1051、一种包括在半导体结构之内生长光子晶体在内的方法，该半导体结构包括被配置为当正向偏置时发射出波长为λ的光的发光区，所述分光区布置在n型区与p型区之间，其中光子晶体包括具有第一折射率的多个半导体材料区域；以及具有第二折射率的多个材料区域，其中第二折射率与第一折射率不同；其中具有第二折射率的材料的区域以阵列方式布置在半导体材料区域之间，并且每个具有第二折射率的材料的区域距最近的、具有第二折射率的材料的相邻区域小于5λ。2、 根据权利要求1所述的方法，其中所述半导体结构是III -氮 化物结构。3、 根据权利要求1所述的方法，其中所述具有第二折射率的材料 是空气。4、 根据权利要求1所述的方法，其中具有第二折射率的材料包括 空气、硅氧化物、硅氮化物、硅氮氧化物、以及电介质中的一个或多个。5、 根据权利要求1所述的方法，其中生长光子晶体包括在半导 体表面上形成具有多个开口的掩模；以及使半导体材料生长穿过所述开 o 。6、 根据权利要求5所述的方法，其中所述生长穿过开口的半导体 材料包括多个半导体柱桩。7、 根据权利要求5所述的方法，其中所述半导体材料具有大于掩 模厚度的厚度。8、 根据权利要求5所述的方法，其中所述半导体材料具有基本上与掩模厚度相同的厚度。9、 根据权利要求5所述的方法，还包括在生长所述多个半导体材 料的柱桩之前在多个开口中提供金属催化剂。10、 根据权利要求5所述的方法，其中所述金属催化剂是镍。11、 根据权利要求5所述的方法，还包括在所述多个柱桩上生长具 有基本上平坦的不间断顶面的半导体层。12、 根据权利要求5所述的方法，其中所述半导体结构是第一半导体结构，该方法还包括将第二半导体结构粘结到所述柱桩上。13、 根据权利要求5所述的方法，还包括通过布置在主衬底与所 述柱桩之间的金属粘结层将所述主衬底粘结到所述柱桩上。14、 根据权利要求5所述的方法，其中所述发光区布置在所述柱桩 之内。15、 根据权利要求5所述的方法，还包括在生长多个柱桩之前， 将所述半导体表面的一部分蚀刻掉以定义光子晶体。16、 根据权利要求5所述的方法，其中所述发光区不由所述光子晶 体间断。17、 根据权利要求5所述的方法，其中在n型区中形成所述光子晶体。18、 根据权利要求5所述的方法，其中在p型区中形成所述光子晶体。19、 根据权利要求5所述的方法，其中所述光子晶体是在n型区中 形成的第一光子晶体，该方法还包括在p型区中形成第二光子晶体。20、 根据权利要求5所述的方法，其中所述多个柱桩中的至少一个 具有基本上恒定的直径、基本上竖直的侧壁，并且与已生长衬底的表面 相垂直地生长。21、 根据权利要求1所述的方法，其中所述具有第二折射率的材料 的区域具有至少1/4入的厚度。22、 根据权利要求1所述的方法，其中所述具有第二折射率的材料 的区域位于发光区的3入之内。23、 根据权利要求1所述的方法，其中所述多个半导体材料的区域 以及所述多个具有第二折射率的材料的区域以具有0.1 A与3入之间的 晶格常数的晶格进行排列。24、 根据权利要求1所述的方法，其中所述多个半导体材料的区域 以及所述多个具有第二折射率的材料的区域以具有0. 1入与入之间的晶 格常数的晶格进行排列。25、 根据权利要求1所述的方法，其中 所述具有第二折射率的材料是空气；以及所述多个半导体材料的区域以及所述多个具有第二折射率的材料的 区域以具有0. 35入与0. 55 A之间的晶格常数的晶格进行排列。26、 根据权利要求1所述的方法，其中所述多个半导体材料的区域 以及所述多个具有第二折射率的材料的区域以线性光栅进行排列。27、 根据权利要求1所述的方法，其中所述多个半导体材料的区域 以及所述多个具有第二折射率的材料的区域以晶格进行排列，所述晶格 的至少一部分包括三角形、蜂窝状、阿基米德、以及准晶体晶格之一。28、 根据权利要求27所述的方法，其中所述半导体材料的区域之 一的半径是晶格常数乘以0. 36。29、 根据权利要求l所述的方法，还包括将所...
【专利技术属性】
技术研发人员：JJ小韦勒，MR克雷默斯，NF加德纳，
申请(专利权)人：飞利浦拉米尔德斯照明设备美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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