[发明专利]一种双波长单芯片发光二极管

说明书

技术领域

本发明是关于半导体照明领域和金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术领域中GaN基单芯片白光发光二极管(LED)器件，具体涉及一种双波长单芯片LED结构。

背景技术

III族氮化物材料是重要的宽禁带半导体材料，具有带隙范围宽(0.9eV-6.2eV)，击穿电场高，热导率高，电子饱和速率高，抗辐射能力强以及耐化学腐蚀等特点，这些优良的光、电学性质以及优良的材料化学性能使III族氮化物材料在蓝、绿、紫、紫外光及白光发光二极管(LED)、短波长激光二极管(LD)、紫外光探测器和功率电子器件等光电子器件和电子器件以及特殊条件下的半导体器件等领域中有广泛的应用前景，吸引了人们浓厚的兴趣。

目前，国内乃至国际上主流的GaN基发光器件产品的主要应用之一是采用GaN的基蓝光、绿光和InGaAsP基红光LED构成三基色完备发光体系，其制备方法要求把这三种颜色的LED按一定的比例封装在一起得到用于照明用途的白光.一种相对简单的方法是制作GaN基蓝、绿光双波长LED，然后与红光LED键合。这就使得双波长LED的生长成为一个重要课题。目前生长双波长LED的方法主要是：n型层+蓝光有源区+p型层+隧道结+n型层+绿光有源区+p型层，如中国专利03157152.2采用的就是这种方法。但这种方法的生长工艺过程较为复杂，而且由于两个有源层中实际存在的p-n结，影响了载流子的输运，致使有源区发光效率偏低，并且隧道结的制备本身就是件难事，同样也有用隧道结制备双波段LED的报道：I.Ozden，a)E.Makarona，and A.V.Nurmikkob)Appl Phy Lett 79，2532(2001)，还有如Y.D.Qi，H.Liang，W.Tang，et.al，Journal of Crystal Growth272，333-340，2004文献上提到的利用多量子阱来同时得到双波段LED，可是问题在于它的双波段的的强度是随电流的大小而变化的，大大的减少了其实用价值。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种共p型或共n型的双波长单芯片LED。

本发明的技术方案是：

一种双波长单芯片发光二极管，其特征在于，包括若干个n型接触层、两个有源层和若干个p型接触层，上述n型接触层、有源层和p型接触层为相互叠加结构，所述两个有源层为不同光波段的量子阱，且上述两个有源层之间共用一p型接触层或一n型接触层。

如两个有源层之间共用一p型接触层，所述双波长单芯片LED结构器件可是，从下至上依次叠加一n型接触层、一量子阱A、一p型接触层、一量子阱B以及一n型接触层。

如两个有源层之间共用一n型接触层，所述双波长单芯片LED结构器件可是，从下至上依次叠加一p型接触层、一量子阱A、一n型接触层、一量子阱B以及一p型接触层。

所述n型接触层或p型接触层可为GaN层、AlN层、AlGaN层、InGaN层、InAlN层、InAlGaN层或者上述合金的组合。

所述量子阱可为In_xGa_1-xN，Al_xGa_1-xN或AlInGaN。所述量子阱的周期数可为1～20。

所述量子阱的每个周期中，阱的厚度可为1nm～5nm之间，垒的厚度可为6nm～20nm之间。

所述两个有源层之间共用的p型接触层或n型接触层的厚度范围可为300nm～1500nm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用本发明LED的器件，可以通过控制各个电极所加的电流、电压的大小控制两种不同光波段的量子阱的发光强度，即本发明LED的器件相当于两个各自独立的光源。而且由于两个有源层之间公共p型层或n型层的存在，使有源层的注入效率都得到了相对提高。这种结构的实现对制备无需荧光粉，较高光电转化效率的单芯片白光LED有重要意义。还可以通过调整三基色光强度比，根据标准色度分布图，调控白光LED的色度。本发明LED器件具有器件的电路相对简单，寿命长，具有较高的光电转化效率。将在白光照明，全色显示和光调节领域发挥重要作用。

附图说明

图1是本发明实施例共p型接触层的GaN基LED的结构示意图；

图2是本发明实施例共n型接触层的GaN基LED的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例一：