[发明专利]发光器件

说明书

技术领域

实施例涉及发光器件、制造该发光器件的方法、发光器件封装和照明系统。

背景技术

发光器件(LED)包括p-n结二极管，p-n结二极管具有将电能转换成光能的特性。LED可以形成为周期表的III族和V族元素的化合物半导体，并且通过调整化合物半导体的组成比例可以呈现各种颜色。

当正向电压施加到LED时，n层的电子与p层的空穴结合，并且由此释放与导电带和价电带之间的带隙能对应的能量。该能量主要以热或光的形式实现，并且LED以光的形式发出该能量。

例如，氮化物半导体呈现优异的热稳定性和宽的带隙能，并且因此已经在光学装置和高功率电子装置的领域中备受关注。特别地，采用氮化物半导体的蓝色、绿色和紫外光发出装置已经被商业化并且被广泛使用。

通过将氮化物半导体层形成在蓝宝石衬底并且将两个电极层布置在氮化物半导体层上来制造水平型LED。

普通LED具有包括InGaN量子阱和GaN量子势垒的有源结构。由于电势势垒(potentialbarrier)因为InGaN和GaN之间的带隙能的差异而在量子阱和量子势垒之间的边界中较低，所以注入的电子的载流子限制功能可能退化并且可能发生电子溢出现象。相应地，非辐射载流子的数目可能增加并且发光学效率可能突然减小。

同时，在出现电子溢出现象的情况下当电流密度在外延结构中逐渐增加时，发生带隙的弯曲。结果是，即使在具有相同浓度的铟(In)的InGaN量子阱中，电流溢出现象也可能更严重。

在具有低电势势垒的量子阱中产生的电子溢出现象可能减少在多个量子阱(MQW)结构中生成的光子(hν)数。

同时，除量子阱中电子限制功能的退化之外，普通LED还具有另一个问题，即载流子传输效率在MQW结构中较低。

例如，在MQW结构中，额外注入到已经充分充满载流子的量子阱中的载流子需要传输到下一个量子阱。然而，由于电流密度增加造成的带隙弯曲可能引起量子势垒过高，造成载流子传输效率的退化。

发明内容

技术问题

实施例提供了一种发光器件、制造该发光器件的方法、发光器件封装和照明系统，该发光器件能够增加载流子传输效率并且因此提高光学效率。

此外，实施例提供了一种发光器件、制造该发光器件的方法、发光器件封装和照明系统，该发光器件包括能够提高载流子限制效率并且因此提高光学效率的量子阱。

技术方案

根据实施例，提供了一种发光器件，该发光器件包括第一导电型半导体层、布置在第一导电型半导体层上的有源层和布置在有源层上的第二导电型半导体层，有源层包括具有In_xGa_1-xN(0<x<1)的组成的量子阱和具有In_yGa_1-yN(0≤y<1)的组成的量子势垒。有源层包括布置在第一导电型半导体层上的第一量子阱、布置在第一量子阱上的第一量子势垒、布置在第一量子势垒上的第二量子阱和布置在第二量子阱上的第二量子势垒。第一量子势垒中的铟(In)的浓度向着第二量子阱逐渐增加，并且第一量子势垒中的铟(In)的最大浓度低于第二量子阱中的铟(In)的浓度。

根据实施例，提供了一种发光器件，该发光器件包括第一导电型半导体层、布置在第一导电型半导体层上的有源层和布置在有源层上的第二导电型半导体层，有源层包括具有In_xGa_1-xN(0<x<1)的组成的量子阱和具有In_yGa_1-yN(0≤y<1)的组成的量子势垒。有源层包括布置在第一导电型半导体层上的第一量子阱、布置在第一量子阱上的第一量子势垒、布置在第一量子势垒上的第二量子阱和布置在第二量子阱上的第二量子势垒。第一量子阱和第一量子势垒之间的第一有效势垒高度大于第一量子势垒和第二量子阱之间的第二有效势垒高度。

有益效果

根据实施例，可以提供一种发光器件、制造该发光器件的方法、发光器件封装和照明系统，该发光器件能够提高载流子传输效率并且因此提高光学效率。

此外，根据实施例，可以提供一种发光器件、制造该发光器件的方法、发光器件封装和照明系统，该发光器件包括能够增加载流子限制效率并且因此提高光学效率的量子阱。

附图说明

图1是图示根据实施例的半导体装置的横截面视图。

图2是根据实施例的发光器件的带隙图。

图3是图示根据实施例的发光器件的内部量子效率的第一示例性视图。