[发明专利]发光二极管

说明书

本发明提出了一种发光二极管。

所确定的是，在产生电磁辐射时例如基于材料系InGaN的发光二极 管的内部效率随着所产生的电磁辐射的越来越大的波长而从在400nm的 波长处的大约80％下降至在540nm的波长处的大约30％。这就是说，适 于产生绿光的发光二极管的内部效率与发射来自UV范围的辐射或者蓝 光的发光二极管相比非常小。

一种提高适于发射绿光的发光二极管的内部效率的可能性现在在于 提高电泵浦的量子阱的数目。然而已证明的是，为解决所描述的问题的方 法由于在发光二极管的电工作中的不均匀的载流子分布受到窄的限制。根 据目前的知识水平，在发射绿光的基于InGaN的发光二极管的情况下可 以对最多两个量子阱完全供电，添加另外的量子阱对于发光二极管的内部 效率并未显现积极影响。

一个要解决的任务在于，提供一种发光二极管，借助其可以特别有效 地产生电磁辐射。另一要解决的任务在于，提供一种发光二极管，借助其 可以特别有效地尤其产生绿光。

根据发光二极管的至少一个实施形式，发光二极管包括第一半导体本 体。该半导体本体例如外延生长并且可以基于InGaN材料系。该半导体 本体包括被电接触的至少一个有源区。在发光二极管的工作中，在第一半 导体的有源区中产生第一波长范围的电磁辐射。电磁辐射在此借助有源区 的电工作来产生。第一波长范围的电磁辐射例如是来自UV范围的辐射和 /或蓝光。

根据发光二极管的至少一个实施形式，发光二极管包括第二半导体本 体，其在第一半导体本体的上侧固定在第一半导体本体上。第二半导体本 体也优选地以外延方式制造。第二半导体本体可以基于InGaN材料系或 者InGaAlP材料系。第二半导体本体包括带有多量子阱结构的再发射区 域。术语量子阱结构在此并未阐明在量子化的维度方面的含义。其尤其包 括量子阱、量子线和量子点以及所提及的结构的任意组合。

在发光二极管的工作中在再发射区域中吸收第一波长范围的电磁辐 射并且再发射第二波长范围的电磁辐射。第二波长范围在此优选地包括具 有比第一波长范围大的波长的电磁辐射。第二波长范围尤其包括来自绿光 和/或黄光和/或红光的波长范围的电磁辐射。

尤其在基于InGaAlP的第二半导体本体方面得出如下优点：首先可 以省去吸收性的电流扩展层和电接触。另外，以热学方式激活的损耗电流 可以通过朝向第一半导体本体的表面的钝化来减小并且由此减小效率的 温度相关性。

第二半导体本体于是优选地设置为使得来自第一半导体本体的第一 波长范围的电磁辐射可以入射到第二半导体本体中。第二半导体本体为此 优选地设置在第一半导体本体的辐射出射面上。在第一半导体本体中产生 的电磁辐射的大部分进入到第二半导体本体中。电磁辐射的大部分在此理 解为第一波长范围的电磁辐射的至少50％、优选至少70％、特别优选地 至少85％。第二半导体本体为此特别大面积地实施并且优选地在第一半 导体本体的上侧覆盖整个辐射出射面。例如，第一半导体本体和第二半导 体本体在横向方向上彼此齐平地结束或者第二半导体本体在横向方向上 突出于第一半导体本体。横向方向在此是如下方向，该方向例如与第一半 导体本体的外延生长方向垂直或者该方向与第一半导体本体或者第二半 导体本体的层平行地走向。

根据发光二极管的至少一个实施形式，连接材料设置在第一半导体本 体和第二半导体本体之间，其中连接材料将第一半导体本体和第二半导体 本体以机械方式彼此连接。

连接材料例如可以是如下半导体材料，第一半导体本体和第二半导体 本体由该半导体材料形成。第一半导体本体和第二半导体本体于是单片式 地彼此集成。

第一半导体本体和第二半导体本体在该情况下例如以唯一的外延生 长过程来制造并且由此单件式地来构建。此外可能的是，第一半导体本体 和第二半导体本体通过晶片接合工艺彼此连接。晶片接合工艺例如是直接 接合(direct bonding(直接接合))或者是阳极接合。两个半导体本体的 朝向彼此的表面在此不具有粗化并且必要时在连接之前分别被平滑。

可替选地可能的是，连接材料是透明、导电的材料。例如，连接材料 于是可以是TCO(透明导电氧化物)材料。第一半导体本体和第二半导 体本体在该情况下例如可以通过阳极接合或者直接接合借助连接材料彼 此连接。