【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可变波长发光二极管(light emitting diode，led)、控制可变波长led的方法以及制造可变波长led的方法。
技术介绍
1、iii-v族半导体材料对于半导体器件设计特别有意义，特别是iii族氮化物半导体材料。
2、“iii-v”半导体包括第iii族元素(诸如ga、al和in)与第v族元素(诸如n、p、as和sb)的二元、三元和四元合金，并且对包括光电子学在内的许多应用具有重大意义。
3、特别有意义的是被称为“iii族氮化物”材料的一类半导体材料，其包括氮化镓(gan)、氮化铟(inn)和氮化铝(aln)及其三元和四元合金。(al,in)gan是涵盖algan、ingan和gan的术语。iii族氮化物材料不仅在固态照明和电力电子方面取得了商业成功，而且在量子光源和光物质相互作用方面表现出特殊的优势。
4、将in掺杂到gan半导体材料中对于光电子半导体器件是有意义的，因为改变半导体的in含量会改变材料的电子带隙，从而改变半导体发光的波长。然而，改变材料的in含量也会影响半导...
【技术保护点】
1.一种可变波长发光二极管(LED)，包含：
2.根据权利要求1的LED，其中所述LED是动态颜色可调谐的LED，其中所述LED的所述峰值发射波长通过改变由所述电源提供给所述LED的驱动条件是可调谐的。
3.根据权利要求1或2的LED，其中所述LED是可驱动的，以响应于稳定的电源而以单一峰值发射波长发射，并且响应于所述电源的变化而以不同峰值发射波长发射。
4.根据任一前述权利要求的LED，其中所述n掺杂部分、所述p掺杂部分和所述发光区域均包含III族氮化物材料或由III族氮化物材料组成，所述III族氮化物材料优选地为GaN、InGa...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种可变波长发光二极管(led)，包含：
2.根据权利要求1的led，其中所述led是动态颜色可调谐的led，其中所述led的所述峰值发射波长通过改变由所述电源提供给所述led的驱动条件是可调谐的。
3.根据权利要求1或2的led，其中所述led是可驱动的，以响应于稳定的电源而以单一峰值发射波长发射，并且响应于所述电源的变化而以不同峰值发射波长发射。
4.根据任一前述权利要求的led，其中所述n掺杂部分、所述p掺杂部分和所述发光区域均包含iii族氮化物材料或由iii族氮化物材料组成，所述iii族氮化物材料优选地为gan、ingan、algan或alingan。
5.根据任一前述权利要求的led，其中所述可变波长led含有单个外延生长的二极管结构，所述二极管结构含有n掺杂部分、所述p掺杂部分和所述发光区域。
6.根据任一前述权利要求的led，其中所述发光二极管包含iii族氮化物材料的多孔区域。
7.根据权利要求6的led，其中所述n掺杂部分或所述p掺杂部分中的一者含有所述iii族氮化物材料的多孔区域。
8.根据权利要求6的led，其中所述n掺杂部分；所述p掺杂部分；以及所述发光区域设置在包含所述iii族氮化物材料的多孔区域的衬底上。
9.根据任一前述权利要求的led，其中所述发光区域包含多量子阱(mqw)，所述多量子阱含有多个量子阱(qw)或量子点、量子线和其他量子纳米结构。
10.根据任一前述权利要求的led，其中所述发光区域包含多个量子阱(qw)，并且其中所述量子阱是连续的。
11.根据权利要求1至10中任一项的led，其中所述发光区域被配置成包含量子阱中的载流子局域化中心，所述量子阱诸如是具有不同铟成分的多个qw、和/或具有不同成分的量子势垒、和/或在阱宽中具有波动的qw、和/或包含所述发光区域中的ingan量子点或纳米结构、和/或包含在极性、半极性或非极性面上形成的量子阱。
12.根据任一前述权利要求的led，其中所述发光区域包含多个量子阱(qw)，并且其中所述量子阱是非均匀的、片段化的或不连续的。
13.根据权利要求11或12的led，其中所述多个qw包含阱宽或合金成分的波动。
14.根据权利要求13的led，其中所述qw的所述阱宽波动至少2％、5％、10％、20％、25％或50％或75％，或者其中所述qw的铟含量在整个所述发光区域内变化至少2％、5％、10％、20％、25％或50％或75％。
15.根据权利要求11至14中任一项的led，其中所述led包含延伸或传播穿过所述发光区域的v形凹坑，优选地其中所述led包含延伸穿过所述发光区域的多个v形凹坑。
16.根据权利要求15的led，其中所述led包含至少1×107/cm2的v形凹坑密度，例如至少5×107/cm2或至少1×108/cm2，例如1×107/cm2至5×109/cm2的v形凹坑密度。
17.根据权利要求15或16的led，其中所述led包含小于5×109/cm2的v形凹坑密度，例如小于1×109/cm2或小于5×108/cm2的v形凹坑密度。
18.根据任一前述权利要求的led，其中响应于由所述电源提供的驱动条件在驱动范围内连续变化，所述led的所述发射波长在所述发射波长范围内是连续可变的。
19.根据任一前述权利要求的led，其中所述峰值发射波长通过改变所述电源在至少50nm、或至少60nm、或至少70nm、或至少80nm的发射波长范围内可控，优选地在高达100nm或110nm或120nm或140nm、或160nm、或180nm、或200nm、或400nm或450nm的范围内可控。
20.根据任一前述权利要求的led，其中通过改变所述电源，所述峰值发射波长在400nm至850nm之间，或400nm至800nm之间，优选地430nm至675nm之间，或520nm至660nm之间，或550nm至650nm之间可控。
21.根据任一前述权利要求的led，其中所述led是可控的，以通过改变所述电源提供的驱动条件而发射至少三种离散峰值发射波长。
22.根据任一前述权利要求的led，其中所述led是可控的，以响应于由所述电源提供的第一驱动条件而以第一峰值发射波长发射，响应于由所述电源提供的第二驱动条件而以第二峰值发射波长发射，以及响应于由所述电源提供的第三驱动条件而以第三峰值发射波长发射。
23.根据任一前述权利要求的led，其中所述led是可控的，以响应于由所述电源提供的第一驱动条件而发射蓝色峰值发射波长，响应于由所述电源提供的第二驱动条件而发射绿色峰值发射波长，以及响应于由所述电源提供的第三驱动条件而发射红色峰值发射波长。
24.根据任一前述权利要求的led，其中所述led是可控的，以响应于由所述电源提供的第一驱动条件而发射400nm-500nm范围内的第一峰值发射波长，响应于由所述电源提供的第二驱动条件而发射500nm-550nm范围内的第二峰值发射波长，以及响应于由所述电源提供的第三驱动条件而发射大于600nm的第三峰值发射波长。
25.根据任一前述权利要求的led，其中所述led是可控的，以响应于由所述电源提供的第一驱动条件而发射430nm-460nm范围内的第一峰值发射波长，响应于由所述电源提供的第二驱动条件而发射510nm-560nm范围内的第二峰值发射波长，以及响应于由所述电源提供的第三驱动条件而发射600nm-660nm范围内的第三峰值发射波长。
26.根据任一前述权利要求的led，其中所述led被配置成接收驱动电流，并且其中通过改变提供给所述led的所述驱动电流的量值，所述led的所述峰值发射波长在至少40nm的发射波长范围内是连续可控的。
27.根据权利要求23至26中任一项的led，其中所述第一驱动条件、所述第二驱动条件和所述第三驱动条件是第一电流密度、第二电流密度和第三电流密度。
28.根据任一前述权利要求的led，其中所述led的所述峰值发射波长通过改变提供给所述led的所述电源的电流密度是可控的。
29.根据权利要求28的led，其中所述峰值发射波长响应于所述电源的所述电流密度的增加而减小。
30.根据权利要求28或29的led，其中当所述电源具有第一电流密度时，所述led以第一峰值发射波长发射，并且当所述电源具有低于所述第一电流密度的第二电流密度时，所述led以长于所述第一发射波长的第二峰值发射波长发射。
31.根据权利要求28、29或30的led，其中所述第一峰值发射波长低于570nm且所述第二峰值发射波长高于610nm，使得所述led响应于所述第一电流密度而发射绿光且响应于所述第二电流密度而发射红光。
32.根据权利要求30或31的led，其中当所述电源具有第三电流密度时，所述led以第三峰值发射波长发射。
33.根据任一前述权利要求的led，其中所述led可由0.001a/cm2至1000a/cm2的电流密度驱动。
34.根据任一前述权利要求的led，其中每个驱动条件的占空比可以是至少0.001％、0.01％、0.1％、1％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％。
35.根据权利要求29至34中任一项的led，其中所述led响应于大于3a/cm2、或大于5a/cm2、或大于7a/cm2、或大于9a/cm2、或大于10a/cm2、或大于11a/cm2的电流密度而发射波长为570nm或更低的光。
36.根据权利要求29至35中任一项的led，其中所述led响应于小于4a/cm2、或小于3a/cm2、或小于2a/cm2的电流密度而发射波长大于610nm的光。
37.根据权利要求29至36中任一项的led，其中所述led响应于大于19a/cm2、或大于20a/cm2、或大于21a/cm2的电流密度而发射波长在430nm至500nm之间的光。
38.根据任一前述权利要求的led，其中所述发光层是发光铟镓氮化物层。
39.根据任一前述权利要求的led，其中所述多孔区域的厚度至少为1nm，优选地至少为10nm，特别优选地至少为50nm。
40.根据任一前述权利要求的led，其中所述led包含位于所述n掺杂部分与所述多孔区域之间的iii族氮化物材料的连接层，优选地其中所述连接层的厚度至少为10nm。
41.根据权利要求40的led，包含位于所述多孔区域与所述连接层之间的iii族氮化物材料的...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱彤彤，穆罕默德·阿里，西蒙·汉默斯利，
申请(专利权)人：波拉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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