[发明专利]具有光功率读取的发光器件

说明书

具有片上光功率读取的发光器件包括：形成在同一芯片的相同衬底上彼此相邻的发光台面和光检测台面，发光台面发出的一部分光至少通过衬底传送至光检测台面。发光台面和光检测台面具有相同的外延结构，并且可以通过绝缘层，或二者之间的空隙，或电子注入而彼此电隔离。发光台面和光检测台面在分别具有各自的p电极的同时而共享n型结构和公共n电极。

技术领域

本发明大体上涉及半导体发光技术并且，更具体地，涉及一种具有光功率读取的发光器件，诸如第III族氮化物紫外发光二极管。

背景技术

由于具有杀菌作用，深紫外(DUV)辐射(200-280nm)能够解决人类面临的众多挑战问题，例如，清洁水的日益缺乏、抗生素的过度使用、和病原体的抗药性等。将用环保的固态DUV光源，诸如基于AlGaN的发光二极管(LED)，来替代含有有毒化学汞的传统DUV光源。

与可见光不同，UV发射不会被人类裸眼察觉。出于至少以下原因，非常需要对芯片级的UV输出功率进行直接目视读取。第一，对病原体的成功消毒必定要求足够的DUV辐照剂量，DUV辐照剂量因不同的病原体而不同。由于剂量是UV辐照度和辐照持续时间的乘积，所以实时监测UV辐射功率或者辐照水平以进行可靠的消毒处理是很重要的。第二，随着光源老化，UV光源(包括基于AlGaN的UV LED)通常会遇到输出功率衰减。在UV光源的使用期限内，针对各种应用，需要保持预设的恒定的输出功率。

通常，可以使用单独的光电探测器来测量光源功率并且，利用反馈电路，可以维持恒定的输出功率，例如，根据US 4,190,795所给出的指导。甚至更好的是，可以将光电探测器(PD)和LED集成在一个芯片中，制成单片式光耦合器以便监测LED的输出功率，如美国专利申请公布案US20130299841以及美国专利US 5,753,928和US 9,685,577所公开的。这些专利和专利申请的内容以引用的方式全部并入本文。

发明内容

本申请提供了一种具有片上光功率读取的发光器件，诸如发光二极管或者激光二极管。所述发光器件具有发光台面和光检测台面，它们彼此相邻地形成在芯片的相同衬底上。

本发明的第一方面提供了一种具有光功率读取的发光器件，其包括：

衬底；

形成在所述衬底之上的发光台面，其中，所述发光台面包括第一n-AlGaN结构、第一p型p-AlGaN结构、和夹设在第一n-AlGaN结构和第一p型p-AlGaN结构之间的第一有源区；以及

形成在所述衬底之上的光检测台面，其中，所述光检测台面包括第二n-AlGaN结构、第二p型p-AlGaN结构、和夹设在第二n-AlGaN结构和第二p型p-AlGaN结构之间的第二有源区，

其中，第一和第二n-AlGaN结构具有相同的外延结构，第一和第二p型p-AlGaN结构具有相同的外延结构，并且第一和第二有源区具有相同的外延结构，以及

其中，发光台面和光检测台面至少部分地被绝缘区域隔开，从而使第一有源区和第一p型p-AlGaN与第二有源区和第二p型p-AlGaN隔离开。

所述绝缘区域的宽度可以为5μm至95μm。

所述绝缘区域可以由绝缘层、或者空隙、或者离子注入形成。

所述第一和第二n-AlGaN结构可以共用相同的n-AlGaN结构和公共的n接触金属。

所述光检测台面接收发光台面给出的辐射的一部分并且用输出电信号来做出响应。

所述发光台面和光检测台面可以如下形成：

在所述衬底上形成n-AlGaN结构，在所述n-AlGaN结构上形成有源区，并且在所述有源区上形成p型p-AlGaN结构；以及