[发明专利]半导体芯片、发光器件和制造半导体芯片的方法

说明书

技术领域

实例实施方式涉及半导体芯片、发光器件(LED)、制造多波长光的方法以及产生多波长光的方法。

背景技术

发光器件(LED)是相对高效且对环境友好的光源。LED用于各种领域诸如显示器、光学通信、汽车和常规照明。

传统的LED利用荧光材料产生白光。在一个实例中，通过以紫外(UV)线激发红色、绿色和蓝色荧光材料而发射红光、绿光和蓝光，获得白光。黄光通过激发黄色荧光材料发出，其是为了获得白光而对于用作光源的蓝色LED的补充。

传统地，白色光可利用不用荧光材料的LED产生。在一个实例中，多个LED的每个发射发射红色、绿色和蓝色可见光线的其中之一，结合使用该LED以产生白色光。例如，具有铟镓氮化物(InGaN)层作为发光材料的LED利用所发出的颜色根据InGaN层中铟(In)摩尔分数的变化而变化的事实。然而，随着铟(In)含量增加，晶格常数增加，其导致相对薄的InGaN层与基底基板之间相对大的晶格失配。因而，发光效率可能从较短波长至较长波长劣化。

发明内容

实例实施方式提供一种具有改善的相对长波长光的亮度效率的发光器件(LED)。

实例实施方式还提供配置成不使用荧光材料发射多波长光的半导体芯片(die)，以及包括其的LED。

实例实施方式还提供制造半导体芯片的方法。

实例实施方式还提供产生多波长光而不使用荧光材料的方法。

其它方面将在以下的描述中部分地阐述，且部分将通过该文字描述变得显然，或者可通过对本实例实施方式的实践而习知。

至少一个实例实施方式提供一种半导体芯片，该半导体芯片包括：至少一个第一区域，配置成发射具有至少第一波长的光。该至少一个第一区域包括多个第一发光结构，该多个第一发光结构布置成所述多个第一发光结构中相邻的第一发光结构的基底之间具有第一间隙。该半导体芯片还包括至少一个第二区域，该至少一个第二区域具有平坦的表面和多个第二发光结构两者之一。该平坦表面垂直于多个第一发光结构的突起方向，多个第二发光结构彼此相邻地布置。该至少一个第二区域被配置成发射具有至少第二波长的光，该第二波长与第一波长不同。

根据至少一些实例实施方式，多个第二发光结构可以彼此相邻地布置，所述多个第二发光结构中相邻的第二发光结构的基底之间不具有间隙。多个第一发光结构可具有多棱锥形状。电介质层部分可设置在每个第一间隙中。电介质层部分可以不被多个第一发光结构覆盖。所述多个第一发光结构中的每一个可具有多个半极性表面。

根据至少一些实例实施方式，该至少一个第一区域和至少一个第二区域可形成在第一氮化物半导体层上。多个第一发光结构中的每一个可包括：基底部分，由与第一氮化物半导体层相同的材料形成；第一有源层，形成在基底部分上；以及第二氮化物半导体层，形成在第一有源层上。

根据至少一些实例实施方式，多个多层结构可以设置在多个第一发光结构之间。所述多个多层结构中的每一个可包括：第二有源层；形成在第二有源层上的第三氮化物半导体层；以及平坦的或非极性的表面。多层结构可发射具有第二波长的光，以及第一波长可以比第二波长长。

根据至少一些实例实施方式，多个第一区域和多个第二区域可以交替地布置在基板上。多个第一区域和多个第二区域可以布置以形成发光阵列。

至少一个第二区域可包括具有第一宽度的平坦表面，第一宽度可以比第一间隙的宽度大。

根据至少一些实例实施方式，至少一个第二区域可包括多个第二发光结构，至少一个第一区域可以通过第二间隙与至少一个第二区域分离。第一间隙的宽度可以与第二间隙的宽度相同或基本相同。

多个第一发光结构和多个第二发光结构可以是纳米级发光结构。

至少一个其它实例实施方式提供一种包括至少一个半导体芯片的发光器件(LED)。该至少一个半导体芯片包括配置成发射具有至少第一波长的光的至少一个第一区域。该至少一个第一区域包括多个第一发光结构，该多个第一发光结构配置成在所述多个第一发光结构的相邻第一发光结构的基底之间具有第一间隙。至少一个半导体芯片还包括具有平坦表面和多个第二发光结构两者之一的至少一个第二区域。平坦表面垂直于多个第一发光结构的突起方向，多个第二发光结构彼此相邻地布置。至少一个第二区域被配置成发射具有至少第二波长的光，该第二波长不同于第一波长。