[发明专利]基于结晶弛豫结构的固态发光器件

说明书

本发明公开了一种用于制造具有多个光源的固态发光器件的方法，所述方法包括以下步骤：提供具有生长表面的衬底；在所述生长表面上提供掩模层，所述掩模层具有多个开口，通过所述多个开口，暴露所述生长表面，其中，所述开口中的每一个的最大横向尺寸小于0.3μm，以及其中，所述掩模层可以包括第一掩模层部分和第二掩模层部分，所述第一掩模层部分和所述第二掩模层部分具有相同表面积并包括多个开口，其中，所述第一掩模层部分展示出所述生长表面的暴露面积与所述生长表面的未暴露面积之间的第一比率，以及其中，所述第二掩模层部分展示出所述生长表面的暴露面积与所述生长表面的未暴露面积之间的第二比率，所述第二比率与所述第一比率不同；在所述掩模层的开口的每一个中，在所述生长表面上生长基底结构；以及在所述基底结构中的每一个的表面上生长至少一个光生成量子阱层。

技术领域

本发明涉及固态发光器件以及用于制造这种固态发光器件的方法。

背景技术

在从传统照明系统到光通信系统的广泛的应用中使用固态发光器件，比如，发光二极管（LED）和固态激光器。特别地，基于氮化物的LED使得能够出于一般照明目的使用LED。然而，这种器件的发射效率对于高于480nm的波长显著下降。一种补偿这一点的方式是：使用蓝光发射LED，以使得通过与磷光材料的交互作用将所发射的蓝光的一部分转换为绿黄光。然而，磷光转换在从较高能量辐射至较低能量辐射的转变期间经受多种转换损耗机制，从而导致有限的转换效率，同时，发射峰形也展宽。因此，LED直接在可见光谱的绿至红部分中发射将提供显著优点，比如消除转换损耗和改进颜色可调性。

例如，基于氮化镓（GaN）的光源可以适于向可见光谱的红端移位发射波长。WO2008/078297公开了一种用于制造被配置为发射光的多个波长的基于GaN的半导体发光器件的方法。这是通过从具有多个开口的掩模层形成多个柱来实现的，其中，每个柱包括布置在n型区与p型区之间的发光层。所发射的波长由柱的直径控制。

发明内容

考虑到上述现有技术，本发明的目的是提供一种用于制造固态发光器件的改进方法，并且特别地，提供一种使得能够制造发射可见光谱的绿色至红色部分中的波长的器件的用于制造固态发光器件的改进方法。

因此，根据本发明的第一方面，提供了一种用于制造具有多个光源的固态发光器件的方法，所述方法包括以下步骤：提供具有生长表面的衬底；在所述生长表面上提供掩模层，所述掩模层具有多个开口，通过所述多个开口，暴露所述生长表面，其中，所述开口中的每一个的最大横向尺寸小于0.3 μm，以及其中，所述掩模层包括第一掩模层部分和第二掩模层部分，所述第一掩模层部分和所述第二掩模层部分具有相同表面积并包括多个开口，其中，所述第一掩模层部分展示出所述生长表面的暴露面积与所述生长表面的未暴露面积之间的第一比率，以及其中，所述第二掩模层部分展示出所述生长表面的暴露面积与所述生长表面的未暴露面积之间的第二比率，所述第二比率与所述第一比率不同；在所述掩模层的开口的每一个中，在所述生长表面上生长基底结构；以及在所述基底结构中的每一个的表面上生长至少一个光生成量子阱层。

在当前上下文中，术语“固态发光器件”应当理解为基于半导体的发光器件，例如光致发光器件、LED、激光二极管或垂直腔表面发射激光器（VCSEL）。在当前上下文中，光源应当理解为在电驱动器件中通过直接发射或在无源器件中通过跟随光激励的光致发光反应来发射光的每个个体结构。