发光结构制造技术

本发明专利技术提出了一种发光结构（７），其具有：用于注入空穴的ｐ掺杂区域（１）；用于注入电子的ｎ掺杂区域（２）；至少一个第一类的ＩｎＧａＮ量子阱（４）和至少一个第二类的ＩｎＧａＮ量子阱（５），它们设置在ｎ掺杂区域（２）和ｐ掺杂区域（１）之间，其中第二类的ＩｎＧａＮ量子阱（５）具有比第一类的ＩｎＧａＮ量子阱（４）更高的铟含量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发光结构本专利技术涉及一种发光结构，其包含铟-镓-氮化物量子阱。本申请要求德国专利申请10 2007 043 096. 7以及德国专利申请102007 058 723. 8的优先权，其公开内容通过引用结合于此。在发光结构中，铟-镓-氮化物量子阱(还称作InGaN量子阱)通过(In)GaN阻 挡层来分离。通过在量子阱和阻挡层之间的异质结形成势垒，该势垒使载流子(即电子和 空穴)的注入变难。异质结的势垒通过在量子阱与势垒层之间的高的压电场来形成。由于 异质结的数目也随着量子阱的数目升高，困难的是构建包含多个量子阱的发光结构。要解决的任务在于提出一种发光结构，其具有高的辐射效率。本专利技术提出了一种发光结构，其包括ρ掺杂区域和η掺杂区域。P掺杂区域设计用于注入空穴。η掺杂区域设计用于注入电子。在所述区域之间设置有至少一个第一类的InGaN量子阱。优选地，在这些区域之 间设置有多个第一类量子阱。第一类量子阱彼此通过第一类的(In)GaN阻挡层(即第一类 阻挡层)分离，这些阻挡层至少可以包含GaN并且必要时可以附加地包含铟。此外，设置有至少一个第二类的InGaN量子阱。第二类量子阱的特征在于，其具有 比第一类量子阱更高的铟含量。尤其是，第一类量子阱具有比较低的铟含量而第二类量子阱具有比较高的铟含 量。发光结构因此包含如下有源区其尤其是由多个具有较低铟含量的量子阱构成，这些量 子阱嵌在阻挡层之间。此外，具有较高铟含量的至少一个量子阱设置在有源区中。优选地， 所述至少一个第一类量子阱与η掺杂区域邻接，而所述至少一个第二类量子阱与P掺杂区 域邻接地设置。也就是说，第一类量子阱设置在有源区的η侧上，而第二类量子阱设置在该 结构的有源区的P侧上。该构造能够实现继续注入已经逃逸的载流子，由此可以改进发光 器件的效率。尤其是得到如下优点第一类量子阱的低铟含量引起在至阻挡层的异质结上 的降低的压电场。这尤其是与具有高的铟含量的量子阱结构的情况相比能够实现将空穴有 效地注入量子阱结构中。在具有高的铟含量的量子阱位于有源区的与ρ掺杂区域邻接的侧的情况下，通过 控制P掺杂和选择在量子阱结构附近的合适的掺杂轮廓(Dotierprofil)可以降低在ρ掺 杂区域侧的势垒。尤其是，镁用作掺杂材料。在发光结构的一个实施形式中，量子阱构建为使得第一类量子阱发射UV范围中 的光，而第二类量子阱发射蓝-绿色范围中的光。根据一个实施形式设计的是，第一类量子阱的铟含量调节为使得其发射在370nm 到440nm之间的波长范围中的辐射。如果第一类阻挡层由GaN制造，则由第一类量子阱发 射的辐射的波长尤其是在370nm到420nm之间。而如果第一类阻挡层由InGaN形成，则该 波长尤其是在390nm到440nm之间。第一类量子阱中的铟含量优选在4%到12%之间调整。尤其是，第一类量子阱包 含 InxGahN,其中 0. 04 彡 χ 彡 0. 12。第一类量子阱的厚度优选为2nm到7nm之间，尤其是在2nm到4nm之间。优选地，第一类阻挡层的铟含量调整为使得其小于5%。特别地，第一类阻挡层包 含InxGai_xN，其中χ≤0. 05。在第一类阻挡层与第一类量子阱中的铟含量之间的差应小于 7 %。特别优选地，该差应小于5 %。根据该结构的一个实施形式设计的是，第二类量子阱的铟含量调整为使得其发射 在440nm到580nm之间的波长范围中的辐射。第二类量子阱的铟含量优选在12%到25%之间。特别地，第二类量子阱包含 InxGai_xN，其中0. 12≤χ≤0. 25。第二类量子阱的厚度优选在2nm到7nm之间，尤其是在 2nm至Ij 4nm之间。此外，为了控制长波辐射和短波辐射之间的强度比例，可以适当地调整阻挡层的 掺杂轮廓和掺杂。根据一个实施形式，第一类阻挡层以硅掺杂，更确切地说，以LOXIO17I/ cm3到2. OX 1019l/cm3之间的浓度来掺杂。为了将第一类量子阱与第二类量子阱分离，在这两类的量子阱之间还可以设置有 第二类阻挡层。特别优选地，第一类量子阱和第二类量子阱与第二类阻挡层直接邻接。为了 适当地调整在长波辐射与短波辐射之间的强度比例，第二类阻挡层用硅以不大于5X IO17I/ cm3的浓度掺杂。第二类阻挡层是在具有高的铟含量的量子阱与具有低的铟含量的量子阱 之间的阻挡层。用于控制强度比例的另一参数在于适当地选择阻挡层的厚度。优选地，阻挡层的 厚度在3nm到15nm之间，尤其是在6nm到12nm之间。在此，第一类阻挡层的厚度和第二类 阻挡层的厚度可以相同地或者也可以不同地选择。为了调整在长波发射与短波发射之间的强度比例，也可以调整第一类量子阱的数 目。量子阱的数目优选在1到30之间。在有源区的邻接于ρ掺杂区域的侧上由于第二类量子阱的比较高的铟含量而出 现了较高的势垒。然而，这些势垒通过适当的P掺杂来降低，使得保证了足够良好的空穴传 导。然而，空穴传导朝着第一类量子阱降低。为了尽管如此仍然能够实现足够良好地将空 穴注入到第一类量子阱中，将势垒降低。这可以通过在第一类量子阱中的比较低的铟含量 来实现。铟含量有利地在第一类量子阱中比在第二类量子阱中更低。此外，优选的是，在第 一类量子阱的铟含量与第一类阻挡层的铟含量之间的差降低，这可以通过提高阻挡层中的 铟含量来实现。然而，降低的差导致载流子更少地包含于量子阱中。因此有利的是，使用多 个第一类量子阱，而一个第二类量子阱就可以是足够的。第一类量子阱的数目于是优选大 于第二类量子阱的数目。在此所描述的结构可以被使用以便改进发光材料的效率和色彩再 现。发光材料可以以纯的形式存在并且由此在优选的波长范围中发射。可替选地，考虑由 发光材料构成的混合物，其在波长方面发射比较宽的光谱。发光材料或者由发光材料构成的混合物可以在亮度方面和/或在色彩再现方面 进行优化，尤其是在由该结构发射的辐射峰值的相对强度方面进行优化。在此所描述的结构尤其是与发光材料或者与由如下发光材料构成的混合物组合 地使用这些材料具有与该结构的量子阱类似的发射波长。发光材料可以以光学方式通过 由该结构发射的短波光来泵浦。得到的所发射的光谱于是例如表现出带有蓝色或绿色范围 中的扩宽的背景发射的、在蓝色或者绿色范围中的增强的发射。该宽带的蓝色发射或者宽带的绿色发射被人眼感觉为比量子阱的在比较窄的波长范围中发射的光更舒适或者更柔 禾口。如果需要，短波光的在发光材料中吸收之后剩余的部分可以通过相应的吸收材料 来吸收，其中该吸收材料可以作为涂层或者封装而存在。 相应地，提出了一种具有发光结构的器件，其中在量子阱的发射方向上在发光结 构之后设置有至少一种发光材料，其通过量子阱(尤其是第一类量子阱)的光以光学方式 来泵浦。发光材料在此可以以纯的形式存在或者作为多种发光材料的混合物存在。例如发 光材料或者混合物可以具有与量子阱类似的发射波长。发光材料可以以彼此不同的类而存在，它们在自身方面发射在不同波长范围中的光。以下参照实施例更为详细地阐述了发光结构和器件。附图说明图1以示意性横截面示出了一种发光结构。图2示出了与波长相关的由发光结构发射的光谱。图3示出了具有发光结构和由发光材料构成的混合物的器件。图4示出了具有发光结构和不同的发光材料的器件。图5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光结构（７），包含：－用于注入空穴的ｐ掺杂区域（１），－用于注入电子的ｎ掺杂区域（２），－有源区，其具有至少一个第一类的ＩｎＧａＮ量子阱（４）和至少一个第二类的ＩｎＧａＮ量子阱（５），该有源区设置在ｎ掺杂区域（２）和ｐ掺杂区域（１）之间，其中第二类的ＩｎＧａＮ量子阱（５）具有比第一类的ＩｎＧａＮ量子阱（４）更高的铟含量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿德里安斯特凡阿夫拉梅斯库，汉斯于尔根卢高尔，马蒂亚斯彼得，斯特凡米勒，
申请(专利权)人：欧司朗光电半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]