CN102263172A - 半导体芯片、发光器件和制造半导体芯片的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种半导体芯片、发光器件和制造半导体芯片的方法，该半导体芯片包括至少一个第一区域和至少一个第二区域。该至少一个第一区域被配置成发射具有至少第一波长的光。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，第二波长与第一波长不同。

Description

半导体芯片、发光器件和制造半导体芯片的方法
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。
根据至少一些实例实施方式，LED还可以包括：散热器；布置在散热器上的硅基座，其中至少一个半导体芯片布置在硅基座上；阳极引线和阴极引线，耦接到硅基座；外封装，围绕该散热器；以及透镜状结构，围绕该硅基座和该至少一个半导体芯片。
至少一个其它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和至少一个第二区域。至少一个第一区域包括被配置成发射具有第一波长的光的多个第一发光结构。该多个第一发光结构布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。至少一个第二区域包括被配置成发射具有第二波长的光的多个第二发光结构。多个第二发光结构布置成在多个第二发光结构的相邻第二发光结构的基底之间具有第二间隙。第二间隙的宽度与第一间隙的宽度不同，第一波长不同于第二波长。
根据至少一些实例实施方式，电介质层可以设置在第一和第二间隙的每一个中。
根据至少一些实例实施方式，半导体芯片还可以包括至少一个第三区域。至少一个第三区域可以包括被配置成发射具有第三波长的光的多个第三发光结构。该多个第三发光结构可以被配置成在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三间隙。第三间隙的宽度可以不同于第一间隙和第二间隙的宽度，第三波长可以不同于第一和第二波长。多个第一发光结构、多个第二发光结构和多个第三发光结构可以是相同的尺寸。电介质层可以设置在第一间隙、第二间隙和第三间隙的每一个中。
根据至少一些实例实施方式，多个第一发光结构和多个第二发光结构可以是纳米级的。
多个第一发光结构和多个第二发光结构可以是相同或基本相同的尺寸。
根据至少一些实例实施方式，至少一个第一区域和至少一个第二区域可以形成在第一氮化物半导体层上。多个第一发光结构和多个第二发光结构的每一个可以包括：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。
至少一个其它实例实施方式提供包括至少一个半导体芯片的LED。至少一个半导体芯片包括：至少一个第一区域和至少一个第二区域。至少一个第一区域包括被配置成发射具有第一波长的光的多个第一发光结构。多个第一发光结构配置成在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。至少一个第二区域包括被配置成发射具有第二波长的光的多个第二发光结构。多个第二发光结构布置成在多个第二发光结构的相邻第二发光结构的基底之间具有第二间隙。第二间隙的宽度与第一间隙的宽度不同，第一波长不同于第二波长。
根据至少一些实例实施方式，LED还可以包括：散热器；布置在散热器上的硅基座，其中至少一个半导体芯片布置在硅基座上；阳极引线和阴极引线，耦接到硅基座；外封装，围绕该散热器；以及透镜状结构，围绕该硅基座和该至少一个半导体芯片。
至少一个其它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和至少一个第二区域。至少一个第一区域包括具有第一尺寸的多个第一发光结构。多个第一发光结构被配置成在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并且被配置成发射具有第一波长的光。至少一个第二区域包括具有第二尺寸的多个第二发光结构，第二尺寸不同于第一尺寸。多个第二发光结构被配置成在多个第二发光结构的相邻第二发光结构的基底之间具有第二间隙，并且被配置成发射具有第二波长的光。第一波长和第二波长是不同的，第一间隙和第二间隙的宽度相同或基本相同。
根据至少一些实例实施方式，至少一个第一区域和至少一个第二区域形成在第一氮化物半导体层上。多个第一发光结构的每一个和多个第二发光结构的每一个可以包括：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，电介质层可以设置在第一和第二间隙的每一个中。多个第一发光结构和多个第二发光结构可以是纳米级的。
至少一个其它实例实施方式提供包括至少一个半导体芯片的LED。至少一个半导体芯片包括：至少一个第一区域和至少一个第二区域。至少一个第一区域包括具有第一尺寸的多个第一发光结构。多个第一发光结构被配置成在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，并且被配置成发射具有第一波长的光。至少一个第二区域包括具有第二尺寸的多个第二发光结构，第二尺寸不同于第一尺寸。多个第二发光结构被配置成在多个第二发光结构的相邻第二发光结构的基底之间具有第二间隙，并且被配置成发射具有第二波长的光。第一波长和第二波长不同，第一间隙和第二间隙的宽度相同或基本相同。
根据至少一些实例实施方式，LED还可以包括：散热器；布置在散热器上的硅基座，其中至少一个半导体芯片布置在硅基座上；阳极引线和阴极引线，耦接到硅基座；外封装，围绕该散热器；以及透镜状结构，围绕该硅基座和该至少一个半导体芯片。
至少一个基板实例实施方式提供一种半导体芯片，该半导体芯片包括交替地布置在基板上的多个发光结构和多个平坦的发光表面。多个发光结构被配置成发射具有第一波长的光，而多个平坦的发光表面被配置成发射具有第二波长的光。第一波长不同于第二波长。
根据至少一些实例实施方式，多个发光结构以及多个平坦的发光表面可以纳米级的。所述平坦的发光表面的表面可以垂直或基本垂直于多个发光结构的突起方向。
根据至少一些实例实施方式，多个发光结构和多个平坦的发光表面可以形成在第一氮化物半导体层上。多个发光结构的每一个可以包括：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。多个平坦的发光表面的每一个可具有一结构，该结构包括：第二有源层；第三氮化物半导体层，形成在第二有源层上；以及非极性表面。
至少一个其它实例实施方式提供包括至少一个半导体芯片的LED。至少一个半导体芯片包括交替地布置在基板上的多个发光结构和多个平坦的发光表面。多个发光结构被配置成发射具有第一波长的光，而多个平坦的发光表面被配置成发射具有第二波长的光。第一波长不同于第二波长。
根据至少一些实例实施方式，LED还可以包括：散热器；布置在散热器上的硅基座，其中至少一个半导体芯片布置在硅基座上；阳极引线和阴极引线，耦接到硅基座；外封装，围绕该散热器；以及透镜状结构，围绕该硅基座和该至少一个半导体芯片。
至少一个其它实例实施方式提供一种制造半导体芯片的方法。根据至少该实例实施方式，该方法包括：在基板上形成第一氮化物半导体层；图案化形成在第一氮化物半导体层上的电介质层，以暴露部分第一氮化物半导体层；在第一氮化物半导体层的每个暴露部分上形成基底结构，该基底结构由与第一氮化物半导体层相同的材料形成；在每个基底结构上形成有源层；以及在有源层上形成第二氮化物半导体层。
根据至少一些实例实施方式，该方法还可以包括：在形成有源层和第二氮化物半导体层之前，移除图案化的电介质层。有源层和第二氮化物半导体层可以顺序地形成在每个基底结构上和在基底结构中的相邻基底结构之间的第一氮化物半导体层的暴露部分上。
至少一个其它实例实施方式提供一种产生多波长光的方法。根据至少该实例实施方式，该方法包括：调整形成在基板上的多个发光部分之间的间隙。多个发光部分的每一个具有半极性表面，并包括：基底部分；第一有源层；以及氮化物半导体层。
根据至少一些实例实施方式，多个发光部分可以布置在氮化物半导体层上。
附图说明
通过结合附图对实例实施方式的以下描述，这些和/或其它方面将变得显然且更易于理解，在附图中：
图1是示意性横截面图，示出根据一实例实施方式的半导体芯片；
图2是示意性横截面图，示出根据另一实例实施方式的半导体芯片；
图3示出根据一实例实施方式的半导体芯片的发光部分；
图4示出在根据一实例实施方式的半导体芯片中包括的发光部分的基底部分的实例结构；
图5是示意性横截面图，示出根据又一实例实施方式的半导体芯片；
图6是示意性横截面图，示出根据本发明再一实例实施方式的半导体芯片；
图7是示意性横截面图，示出根据再一实例实施方式的半导体芯片；
图8是示意性横截面图，示出根据另一实例实施方式的半导体芯片；
图9是示意性横截面图，示出根据另一实例实施方式的半导体芯片；
图10是曲线图，显示出外部量子效率和视觉灵敏度相对于根据一实例实施方式的InGnN半导体芯片的峰值波长的变化；
图11A至图11D是用于解释根据一实例实施方式的半导体芯片的制造方法的视图；
图12A至图12D是用于解释根据另一实例实施方式的半导体芯片的制造方法的视图；
图13是归一化的光致发光(PL)强度与通过根据图1中显示出的实例实施方式配置的半导体芯片产生的光的波长的曲线图；
图14是归一化的光致发光(PL)强度与通过根据图5中显示出的实例实施方式配置的半导体芯片产生的光的波长的曲线图；
图15A和图15B是根据实例实施方式的可用于产生白光的不同颜料布置的实例；
图16示出根据一实例实施方式的发光器件(LED)；
图17是示意性横截面图，示出根据又一实例实施方式的半导体芯片；
图18是示意性横截面图，示出根据再一实例实施方式的半导体芯片；以及
图19是流程图，示出根据一实例实施方式的用于产生多波长光的方法。
具体实施方式
现在将参考附图更充分地描述实例实施方式，在附图中显示出一些实例实施方式。在图中，为了清晰，可以夸大层和区域的厚度。附图中相似的附图标记表示相似的元件。
在此公开详细的实例实施方式。然而，在此公开的具体结构和功能细节仅代表性地用于描述实例实施方式目的。实例实施方式可以以多种替代方式实施，且不应被解释为仅限于在此阐述的那些方式。
然而，应该理解的是，不意欲将本公开限制为所公开的特定实例实施方式。相反地，实例实施方式将覆盖落入本发明范围内的全部修改、等效物和替代物。在附图的整个描述中，相似的附图标记表示相似的元件。
将理解，虽然术语第一、第二等等可以用于此来描述不同的元件，但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一元件。例如，第一元件能被称为第二元件，类似地，第二元件能被称为第一元件，而不脱离本公开的范围。如在此使用的，术语“和/或”包括相关列举项目的一个或多个的任意或所有组合。
将理解当一元件被称为“连接”或“耦接”到另一元件时，它能直接连接或耦接到另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一元件时，则不存在中间元件。用于描述元件之间关系的其它词语应该以相似的方式被解释(例如，“在...之间”与“直接在...之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。
在此使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而不意欲限制。如在此使用的，单数形式也旨在包括复数形式，除非上下文清楚地表明别的方式。还将理解，当在此使用时，术语″包含″和/或″包括”说明所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。
还应该注意到，在一些替代实施例中，所标注的功能/行为可以不按图中所标注的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能性/行为，连续显示出的两个图事实上可以基本同时执行，或有时可以按相反的顺序执行。
根据至少一些实例实施方式的半导体芯片以及包括其的发光器件(LED)包括一个或多个发光阵列，以增加相对长波长的光的发光效率和/或产生多波长的光(多波长光)。发光阵列可以是纳米级的。
在此关于发光部分讨论实例实施方式。然而，发光部分在此有时被称为发光结构。
图1是示意性横截面图，示出根据一实例实施方式的半导体芯片。
参考图1，半导体芯片包括层叠在基板10上的第一氮化物半导体层13和设置在第一氮化物半导体层13上的发光阵列14。发光阵列14可以是纳米级的，并且在此将这样地描述。基板10可以是蓝宝石基板、硅基板、碳化硅(SiC)基板、氮化镓(GaN)基板、镓氧化物(Ga2O3)基板等等。基板10可在LED的制造完成之后被移除。因而，基板10可以是可选的。
纳米级发光阵列14包括多个发光部分(或者结构)18。发光部分18可以是纳米级的，并且在此将这样地应用。
每个纳米级发光部分18包括基底部分20、形成在基底部分20上的第一有源层25以及形成在第一有源层25上的第二氮化物半导体层30。
根据至少该实例实施方式，第一氮化物半导体层13可以由III-V族氮化物半导体材料(例如，镓氮化物(GaN))形成，并且可以用第一类型半导体掺杂剂(例如，n型掺杂剂诸如硅(Si))掺杂。在该实例中，第一氮化物半导体层13可以是n型GaN(n-GaN)材料。用于外延生长的缓冲层(未示出)也可设置在基板10与第一氮化物半导体层13之间。这样的缓冲层是普遍公知的，因而省略其详细描述。
仍参考图1，第一有源层25是配置用于通过电子-空穴复合来发光的层。在一个实例中，第一有源层25可以是铟镓氮化物(InGaN)基氮化物半导体层。由第一有源层25发出的光的波长范围可通过控制带隙能量来调整。在一更具体的实例中，第一有源层25可包括量子阱层和势垒层，诸如InGaN/GaN、InGaN/InGaN、InGaN/AlGaN、InGaN/InAlGaN等等，其中AlGaN是铝镓氮化物，InAlGaN是铟铝镓氮化物。量子阱层可以是单量子阱(SQW)或者多量子阱(MQW)。
仍参考图1，第二氮化物半导体层30可以由III-V族氮化物半导体材料(例如，GaN)形成，并且可以以第二类型半导体掺杂剂(例如，p型半导体掺杂剂诸如镁(Mg)、钙(Ca)、锌(Zn)、镉(Cd)、汞(Hg)等等)掺杂。在该实例中，第二氮化物半导体层30是p型GaN(p-GaN)层。然而，第二氮化物半导体层30不限于此。而是，第一氮化物半导体层13可以是p型半导体层，第二氮化物半导体层30可以是n型半导体层。虽然没有示出，但是用于提高内部量子效率的载流子限制层可以设置在第一氮化物半导体层13与第一有源层25之间和/或第一有源层25与第二氮化物半导体层30之间。此外，虽然没有示出，但是电极层可以形成在第二氮化物半导体层30上。
关于III-V组化合物半导体生长方法的各种方法可用于制造第一氮化物半导体层13和纳米级发光阵列14。例如，可以使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法、氢化物气相外延(HVPE)方法、分子束外延(MBE)方法、金属有机气相外延(MOVPE)方法、卤化物化学气相沉积(HCVD)方法等等。纳米级发光阵列14包括纳米级发光部分18，并且当以电流驱动时发光。
在图1中显示的实例实施方式中，纳米级发光部分18彼此间隔开第一间隙。多个电介质图案部分15中的一电介质图案部分15设置在相邻的纳米级发光部分18之间。电介质图案部分15可以由例如二氧化硅(SiO2)、树脂等等形成，以抑制和/或防止氮化物生长在电介质图案部分15上。如图1中所示，电介质图案部分15的上表面不被发光部分18覆盖(例如，未完全覆盖)。而是，至少暴露每个电介质图案部分15的上表面的中间部分。
图2是示意性横截面图，示出根据另一实例实施方式的半导体芯片。在图2中显示出的半导体芯片与在图1中显示出的半导体芯片类似，因而，为了简洁目的，将仅描述图1和图2中显示的实例实施方式之间的差异。
在图2中显示的实例实施方式中，纳米级发光部分18彼此不间隔开。而是，纳米级发光部分18彼此相邻(例如，直接相邻)。
更详细地，如图2中所示，半导体芯片包括发光阵列14′。发光阵列14′可以是纳米级的，并且在此将这样地描述。纳米级发光阵列14′包括彼此相邻地形成而不是如图1中彼此间隔开的多个纳米级发光部分(或者结构)18。在该实例实施方式，多个电介质图案部分15′的上表面被纳米级发光部分18覆盖，不是如图1一样地被暴露。
根据至少一些实例实施方式，通过半导体芯片发出的光的波长可根据纳米级发光部分18之间的间隙而变化。
在图1和图2中显示出的纳米级发光部分18包括多个半极性表面18a。半极性表面18a相对于基板10的表面倾斜。
如上所述，每个发光部分18是纳米级的。在一个实例中，纳米级发光部分18的尺寸可以小于或等于约1μm。例如，每个纳米级发光部分18可具有在约200nm与约300nm之间的尺寸，包含200nm和300nm。在另一实例中，每个纳米级发光部分18可具有在约50nm与约500nm之间的尺寸，包含50nm和500nm。纳米级发光部分18的尺寸可相应于其底表面的最大直径。纳米级发光部分18可具有多边形形状。在图3中，纳米级发光部分18具有六边形形状。然而，实例实施方式不限于此。例如，纳米级发光部分18可以是锥形、棱锥形等。虽然图3显示了基底部分20，但是纳米级发光部分18和基底部分20可具有基本相同的形状。基底部分20包括多个半极性表面20a和多个底表面20b。
基底部分20可以由与第一氮化物半导体层13相同或基本相同的材料形成。然而，基底部分20不限于此。而是，基底部分20可以由与第一氮化物半导体层13不同的材料形成。
图4示出根据一实例实施方式的基底部分20的布置。如所示的，基底部分20的底表面20b彼此间隔开一指定的、期望的或预定的间隙。在该实例中，底表面20b布置成之字形或布置成排之间的偏移布置，形成蜂巢形状。然而，实例实施方式不限于此。在一替代实例中，基底部分20可以布置成线。
根据至少一些实例实施方式，纳米级发光部分18可允许例如InGaN有源层中的铟(In)含量更自由地增加，和/或通过减少由晶格失配引起的晶体缺陷而增加内部量子效率。此外，如果与光的波长相比，根据至少一些实例实施方式的纳米级发光部分的尺寸相对小，则光的提取效率增加，从而增加外部量子效率。
纳米级发光部分18收缩并驰豫(relax)由于有源层的应力所引起的应变，从而减小由应力所引起的压电极化。通过抑制和/或防止压电极化的产生，可以增加具有例如大于约500nm波长的光的光效率(light efficiency)。还可以增加相对高电流操作中的效率。
图5是示意性横截面图，示出根据本发明又一实例实施方式的半导体芯片。
参考图5，半导体芯片包括形成在基板110上的第一氮化物半导体层113以及形成在第一氮化物半导体层113上的发光阵列114。发光阵列114可以是纳米级的，并且在此将这样地描述。
纳米级发光阵列114包括彼此间隔开的多个发光部分(或者结构)118。发光部分118可以是纳米级的，并且在此将这样地描述。
每个纳米级发光部分118包括基底部分120、第一有源层125和第二氮化物半导体层130。纳米级发光部分118包括多个半极性表面118a。在一个实例中，纳米级发光部分118可具有多棱锥(polypyramid)形状。
仍参考图5，半导体芯片还包括设置在纳米级发光部分118之间的多个多层结构142。每个多层结构142包括第二有源层125′和第三氮化物半导体层130′。多层结构142包括平行于或基本平行于基板110(例如，(0001)面)的非极性表面142a。第二有源层125′可以用与第一有源层125相同或基本相同的材料同时或基本同时(例如，同时或并发地)生长。第三氮化物半导体层130′可以用与第二有源层130相同或基本相同的材料同时或基本同时(例如，同时或并发地)生长。基板110、第一氮化物半导体层113和纳米发光部分118与参考图1如上所述的那些相同或基本相同，因而，这里将不再重复其详细描述。此外，参考图1和图5描述的相同元件具有相同或基本相同的功能，因而，这里将不再重复其详细描述。
仍参考图5，第一有源层125生长在纳米级发光部分118的半极性表面118a(例如，(11-11)或(11-22)面)上。因此，自发极化可以减少，和/或应变可以被弛豫(relaxed)。因此，可以减小压电极化，从而抑制量子限制斯塔克效应(QCSE)。换句话说，例如，当InGaN有源层形成在纳米级发光部分118的半极性表面118a上时，应变可以被弛豫，即使当InGaN有源层中的铟(In)含量增加，也可以减少晶体缺陷的出现。另外，InGaN有源层的含量可以是恒定的或基本恒定的，这可以抑制压电场，从而增加长波长的发光效率。
仍参考图5，多层结构142包括非极性表面142a，第二有源层125′包括量子阱层。虽然纳米级发光部分118的半极性表面118a和多层结构142的非极性表面142a是在相同或基本相同的条件下根据结晶特性生长的，但其成分可以不同。例如，当生长InGaN时，半极性表面118a的In含量可以大于非极性表面142a的In含量。在该实例中，非极性表面142a的In含量可以相对地少。因此，通过半极性表面118a发射的第一光L1可具有比通过非极性表面142a发射的第二光L2更长的波长。因而，图5中显示的半导体芯片可以发射多波长光。
每对相邻纳米级发光部分118之间的间隙d1可以被调整，以改变从纳米级发光部分118发出的第一光L1的波长。纳米级发光部分118之间的间隙d1可以通过调整多层结构142的宽度或面积被调整。
根据至少该实例实施方式，通过同时或并发地发射第一光L1和第二光L2，在图5中显示的半导体芯片使得能够在单一基片(chip)中发射白光，而不用荧光材料。第一光L1和第二光L2的波长可以被相应地调整以产生白光。
图6是示意性横截面图，示出根据又一实例实施方式的半导体芯片。
参考图6，半导体芯片包括基板210、形成在基板210上的第一氮化物半导体层213和形成在第一氮化物半导体层213上的发光阵列214。发光阵列214可以是纳米级的，并且在此将这样地描述。
纳米级发光阵列214包括布置成指定、期望或预定图案的多个发光部分(或结构)218。发光部分218可以是纳米级的，并且在此将这样地描述。
更详细地，纳米级发光阵列214包括交替布置的多个第一区域240和多个第二区域250。多个第一区域240包括连续布置并彼此相邻(例如，直接相邻)的纳米级发光部分218。第二区域250包括在其中形成多层结构242的第一间隙d16。虽然图6中示出的实例实施方式包括多个第一区域240和多个第二区域，但是实例实施方式可以包括至少一个第一区域240和至少一个第二区域250。
在每个第一区域240内，纳米级发光部分218彼此不间隔开。而是，如上所述，纳米级发光部分218连续并彼此相邻(例如，直接相邻)地形成。
每个纳米级发光部分218包括基底部分220、第一有源层225和第二氮化物半导体层230。
每个第二区域250包括布置在成对的相邻第一区域240之间的间隙d16中的多层结构242。每个多层结构242包括第二有源层225′和第三氮化物半导体层230′。第一有源层225和第二有源层225′可以由相同或基本相同的材料(例如，一体地)形成。第二氮化物半导体层230和第三氮化物半导体层230′可以由相同或基本相同的材料(例如，一体地)形成。
仍参考图6，纳米级发光部分218包括半极性表面218a，而多层结构242包括非极性的或平坦的表面242a。平坦的表面242a可以垂直或基本垂直于多个纳米级发光部分218的突起方向。
在至少该实例实施方式中，通过半极性表面218a发出的第一光L16具有比通过非极性表面242a发出的第二光L26长的波长。因而，图6的半导体芯片被配置成发射多波长光。根据至少该实例实施方式，通过纳米级发光部分218发出的第一光L16的波长可以通过调整相邻第一区域240之间的间隙d16而得以调整。
通过同时或并发地发射第一光L16和第二光L26，在图6中显示的半导体芯片使得能够在单一基片中发射白光，而不用荧光材料。第一光L16和第二光L26的波长可以被相应地调整。
图7是示意性横截面图，示出根据本发明再一实施方式的半导体芯片。
参考图7，半导体芯片包括基板310、形成在基板310上的第一氮化物半导体层313和形成在第一氮化物半导体层313上的发光阵列314。发光阵列314可以是纳米级的，并且在此将这样地描述。纳米级发光阵列314包括多个第一区域340和多个第二区域350。虽然图7中示出的实例实施方式包括多个第一区域340和多个第二区域350，但是实例实施方式可以包括至少一个第一区域340和至少一个第二区域350。
多个第一区域340的每一个包括彼此间隔开第一间隙d17的多个发光部分(或结构)318。发光部分318也可以是纳米级的，并且在此将这样地描述。每个纳米级发光部分318包括基底部分320、第一有源层325和第二氮化物半导体层330。
在该实例中，第一区域340通过第二区域350彼此间隔开。每个第二区域350包括布置在每对相邻第一区域340之间的第二间隙d27中的多层结构342。每个多层结构342包括第二有源层325′和第三氮化物半导体层330′。第一有源层325和第二有源层325′可以由相同或基本相同的材料(例如，一体地)形成。第二氮化物半导体层330和第三氮化物半导体层330′可以由相同或基本相同的材料(例如，一体地)形成。
纳米级发光部分318包括半极性表面318a。多层结构342包括非极性的或平坦的表面342a。平坦的表面342a垂直或基本垂直于纳米级发光部分318的突起方向布置。
在每个第一区域340内，纳米级发光部分318通过第一间隙d17彼此间隔开，多个电介质图案部分315布置在纳米级发光部分318之间。电介质图案部分315可以由如上关于电介质图案部分15讨论的电介质物质形成。有源层不生长在电介质图案部分315上。
通过半极性表面318a发射的第一光L17可具有比通过非极性表面342a发射的第二光L27长的波长。因而，图7的半导体芯片可以发射多波长光。
通过发光部分318发射的第一光L17的波长可以通过调整纳米级发光部分318之间的第一间隙d17和/或第一区域340之间的第二间隙d27而得以调整。
根据至少该实例实施方式，通过同时或并发地发射第一光L17和第二光L27，图7所示的半导体芯片使得能够在单一基片中发射白光，而不用荧光材料。第一光L17和第二光L27的波长可以被相应地调整。
图17是示意性横截面图，示出根据再一实例实施方式的半导体芯片。
参考图17，半导体芯片包括基板1710、形成在基板1710上的第一氮化物半导体层1713和形成在第一氮化物半导体层1713上的发光阵列1714。发光阵列1714可以是纳米级的，并且在此将这样地描述。
纳米级发光阵列1714包括多个第一区域1740和多个第二区域1742。虽然图17中示出的实例实施方式包括多个第一区域1740和多个第二区域1742，但是实例实施方式可以包括至少一个第一区域1740和至少一个第二区域1742。
多个第一区域1740的每一个包括彼此间隔开第一间隙d171的多个发光部分(或结构)1718。发光部分1718可以是纳米级的，并且在此将这样地描述。每个纳米级发光部分1718包括基底部分1720、第一有源层1725和第二氮化物半导体层1730。
多个第二区域1742的每一个包括多个发光部分(或结构)1718′。多个发光部分1718′可以是纳米级的，并且在此将这样地描述。每个纳米级发光部分1718′包括基底部分1720′、第一有源层1725′和第二氮化物半导体层1730′。多个纳米级发光部分1718′连续地并彼此相邻(例如，直接相邻)地布置。相对小的电介质图案部分1715′形成在每对相邻纳米级发光部分1718′之间。
每个第一区域1740与相邻的第二区域1742间隔开第二间隙d172。
纳米级发光部分1718包括半极性表面1718a以及纳米级发光部分1718′包括半极性表面1718a′。半极性表面1718a可发射具有第一波长的第一光L171，而半极性表面1718a′可以发射具有第二波长的第二光L172。第一波长和第二波长可以不同。例如，第一波长可以大于第二波长。因而，图17的半导体芯片可以发射多波长光。通过产生多波长光，图17的半导体芯片可用于从单一基片产生白光，而不用荧光材料。
图18是示意性横截面图，示出根据又一实例实施方式的半导体芯片。
参考图18，半导体芯片包括基板1810、形成在基板1810上的第一氮化物半导体层1813和形成在第一氮化物半导体层1813上的发光阵列1814。发光阵列1814可以是纳米级的，并且在此将这样地描述。
纳米级发光阵列1814包括多个第一区域1840和多个第二区域1842。虽然图18中显示出的实例实施方式包括多个第一区域1840和多个第二区域1842，但是实例实施方式可以包括至少一个第一区域1840和至少一个第二区域1842。
多个第一区域1840的每一个包括多个发光部分(或结构)1818。多个发光部分1818可以是纳米级的，并且在此将这样地描述。多个纳米级发光部分1818可以通过第一间隙彼此间隔开。
每个纳米级发光部分1818包括基底部分1820、第一有源层1825和第二氮化物半导体层1830。电介质图案部分1815形成在每对相邻的纳米级发光部分1818之间。
纳米级发光部分1818包括半极性表面1818a。半极性表面1818a可发射具有第一波长的第一光L181。
多个第二区域1842的每一个包括多个发光部分(或结构)1818′。多个纳米级发光部分1818′可以通过第二间隙彼此间隔开。第二间隙的宽度可以与第一间隙的宽度相同或不同。多个发光部分1818′可以是纳米级的，并且在此将这样地描述。每个纳米级发光部分1818′包括基底部分1820′、第一有源层1825′和第二氮化物半导体层1830′。电介质图案部分1815形成在每对相邻的纳米级发光部分1818′之间。纳米级发光部分1818′包括半极性表面1818a′。半极性表面1818a′可发射具有第二波长的第二光L182。第一波长和第二波长可以不同。例如，第二波长可以大于第一波长。因而，图18的半导体芯片可以发射多波长光。
在该实例中，多个发光部分1818之间的第一间隙、多个纳米发光部分1818′之间的第二间隙以及多个第一区域1840与多个第二区域1842之间的间隙相同或基本相同。然而，这些间隙中的一个或多个可以与其它的不同。
仍参考图18，在第一区域1840中的多个纳米级发光部分1818在尺寸上大于第二区域1842中的多个纳米级发光部分1818′。在该实例中，多个纳米级发光部分1818的每一个具有第一尺寸，多个纳米级发光部分1818′的每一个具有第二尺寸，第一尺寸大于第二尺寸。
图8是示意性横截面图，示出根据又一实例实施方式的半导体芯片。
参考图8，半导体芯片包括基板410、形成在基板410上的第一氮化物半导体层413和形成在第一氮化物半导体层413上的发光阵列414。发光阵列414可以是纳米级的，并且在此将这样地描述。
纳米级发光阵列414包括多个第一区域440和多个第二区域442。虽然显示出多个第一区域440和多个第二区域442，但是实例实施方式可包括一个或多个第一区域440以及一个或多个第二区域442。
多个第一区域440的每一个包括多个发光部分(或结构)418。多个发光部分418可以是纳米级的，并且在此将这样地描述。纳米级发光部分418通过第一间隙d18彼此间隔开。
多个第二区域442的每一个也包括多个纳米级发光部分(或结构)418。然而，第二区域442中的多个纳米级发光部分418通过第二间隙d28彼此间隔开。在该实例中，第二间隙d28的宽度大于第一间隙d18的宽度。
每个纳米级发光部分418包括基底部分420、形成在基底部分420上的第一有源层425以及形成在第一有源层425上的第二氮化物半导体层430。每个纳米级发光部分418包括半极性表面418a。
多个电介质图案部分415布置在纳米级发光部分418之间。
在图8中示出的实例实施方式中，在第一区域440内，第一电介质图案部分415a布置在纳米级发光部分418之间的第一间隙d18中，而在第二区域442内，第二电介质图案部分415b布置在纳米级发光部分418之间的第二间隙d28中。
根据至少该实例实施方式，通过纳米级发光部分418发射的光的波长可以通过调整纳米级发光部分418之间的间隙的宽度而得以调整。例如，在第一区域440中的纳米级发光部分418可发射具有第一波长的第一光L18，而在第二区域442中的纳米级发光部分418可发射具有第二波长的第二光L28，第二波长不同于第一波长。因此，通过发射具有第一波长的第一光L18以及具有第二波长的第二光L28，图8的半导体芯片可以使得能够在单一基片中发射白光，而不用荧光材料。
图9是示意性横截面图，示出根据再一实例实施方式的半导体芯片。
参考图9，半导体芯片包括基板510、形成在基板510上的第一氮化物半导体层513以及形成在第一氮化物半导体层513上的发光阵列514。发光阵列514可以是纳米级的，并且在此将这样地描述。
纳米级发光阵列514包括布置成指定、期望或预定图案的多个发光部分(或结构)518。多个发光部分518可以是纳米级的，并且在此将这样地描述。
多个纳米级发光部分518的每一个包括基底部分520、第一有源层525以及第二氮化物半导体层530。每个纳米级发光部分518包括半极性表面518a，并且可具有多棱锥(polypyramid)形状。
纳米级发光阵列514包括多个第一区域540、多个第二区域542和多个第三区域544。虽然图9示出多个第一区域540、多个第二区域542和多个第三区域544，但是实例实施方式可包括一个或多个第一区域540、一个或多个第二区域542以及一个或多个第三区域544。
多个第一区域540的每一个包括通过第一间隙d19彼此间隔开的多个纳米级发光部分518。
多个第二区域542的每一个包括通过第二间隙d29彼此间隔开的多个纳米级发光部分518。
多个第三区域544的每一个包括通过第三间隙d39彼此间隔开的多个纳米级发光部分518。
第一间隙d19、第二间隙d29和第三间隙d39的宽度可以不同。在图9中示出的实例中，第二间隙d29的宽度大于第一间隙d19的宽度，第三间隙d39的宽度大于第二间隙d29的宽度。
多个电介质图案部分515布置在纳米级发光部分518之间。在该实例实施方式中，没有有源层生长在电介质图案部分515上。
在每个第一区域540、第二区域542和第三区域544中的纳米级发光部分518根据第一间隙d19、第二间隙d29和第三间隙d39的宽度而发射不同波长的光。例如，在第一区域540中的通过第一间隙d19彼此间隔开的纳米级发光部分518可发射具有第一波长的第一光L19。在第二区域542中的通过第二间隙d29彼此间隔开的纳米级发光部分518可发射具有第二波长的第二光L29。在第三区域544中的通过第三间隙d39彼此间隔开的纳米级发光部分518可发射具有第三波长的第三光L39。第一波长、第二波长和第三波长可以彼此不同。
通过发射三种或更多波长的光，图9的半导体芯片使得能够在单一基片中产生白光，而不用荧光材料。光的波长可以通过调整纳米级发光部分518之间的间隙的宽度而得以调整。根据至少一些实例实施方式的半导体芯片可增加相对长的波长的发光效率。
图10是曲线图，显示出外部量子效率和视觉灵敏度相对于根据一实例实施方式的半导体芯片的峰值波长的变化。在该实例实施方式中，半导体芯片包括InGaN有源层。
参考图10，随着半导体芯片的外部量子效率降低，峰值波长增加。然而，视觉灵敏度在例如大约520和大约580nm之间(包括两个端点)的波长相对高。并且，视觉灵敏度对于照明光来说相对重要。因而，作为LED照明光的具有相对高视觉灵敏度的波长带的发射光也可相对重要。因此，必须提高具有例如大于或等于大约500nm的波长的相对长波长的光的外部量子效率。InGaN有源层的铟(In)摩尔分数可以增加，从而增加光的波长。然而，In摩尔分数的该增加可能导致：压电场增加；InGaN有源层之间的晶格失配和/或氮化物半导体层的恶化。此外，In摩尔分数的增加可能由于In局域化而导致相分离并且可能由于相对低温的生长而导致杂质含量增加。因而，相对长波长的光效率可能劣化。
然而，根据至少一些实例实施方式，半导体芯片是纳米级的并且包括具有多个半极性表面的纳米级发光部分，从而增加相对长波长的光效率。有源层生长在半极性表面上，这可减少自发极化，和/或弛豫应变，这可减少压电极化。此外，例如，当InGaN有源层形成在纳米级发光部分的半极性表面上时，应变可以被弛豫，即使当InGaN有源层中的In含量增加，也可以减少晶体缺陷的出现。此外，InGaN有源层的含量可以是恒定的或基本恒定的，因而，可以抑制压电场，从而增加相对长波长的光效率。因此，通过增加具有相对高视觉灵敏度的相对长波长带的发光效率，根据至少一些实例实施方式的半导体芯片可以更适于照明光。此外，虽然通过抑制压电场的产生，具有不同波长的多个量子阱层包括于单一p-n结中，但是因为具有不同波长的光的相对灵敏度根据电流密度的变化不会显著变化，所以色温的一致性可提高。因而，根据至少一些实例实施方式的半导体芯片(和包括其的LED)可以更适于光照明。
图11A至图11D是用于解释根据一实例实施方式的半导体芯片的制造方法的视图。将关于制造在图1中示出的半导体芯片来描述图11A至图11D中示出的方法。
参考图11A，第一氮化物半导体层613堆叠在基板610上，电介质层图案615堆叠在第一氮化物半导体层613上。电介质图案615包括暴露部分616，部分第一氮化物半导体层613通过暴露部分616暴露。电介质图案615通过图案化电介质层形成。
参考图11B，基底部分620利用氮化物半导体生长在每个暴露部分616上。在该实例中，基底部分620生长以包括相对于基板610倾斜的半极性表面。氮化物半导体选择性地生长，使得氮化物半导体不生长在电介质层图案615上。而是，如所示出的，氮化物半导体选择性地生长在暴露部分616上。
参考图11C和图11D，有源层625和第二氮化物半导体层630生长在基底部分620上。基底部分620、有源层625和第二氮化物半导体层630形成纳米级发光部分618。纳米级发光部分618以指定、期望或预定间隙布置以形成纳米级发光阵列614。
如图11D示出的，纳米级发光部分618可发射第一光L1。虽然在图11D中的纳米级发光部分618以指定、期望或预定间隙布置，但是纳米级发光部分618可以布置成其间没有间隙。此外，纳米级发光部分618之间的间隙可以通过调整电介质层图案615的图案而得以调整，从而调整发射光的波长。多个不同波长的光可通过调整纳米级发光部分618之间两种或更多类型的间隙来发射。
图12A至图12D是用于解释根据另一实例实施方式的半导体芯片的制造方法的视图。将关于制造在图5中显示出的半导体芯片来描述在图12A至图12D中显示出的方法。
参考图12A，第一氮化物半导体层713堆叠在基板710上，电介质层图案715堆叠在第一氮化物半导体层713上。电介质层图案715包括暴露部分716，部分第一氮化物半导体层713通过暴露部分716暴露。
参考图12B，基底部分720生长在暴露部分716上。基底部分720以与以上关于图11A至图11D讨论的基底部分620相同或基本相同的方式生长。
参考图12C，电介质层图案715被从第一氮化物半导体层713移除，以暴露部分第一氮化物半导体层713。电介质层图案715可以以任何已知方式(例如，通过蚀刻)移除。
参考图12D，第一有源层725生长在基底部分720上以及第二有源层725′生长在第一氮化物半导体层713的暴露部分上。第一有源层725和第二有源层725′可以同时或并发地生长。第二氮化物半导体层730生长在第一有源层725上以及第三氮化物半导体层730′生长在第二有源层725′上。第二氮化物半导体层730和第三氮化物半导体层730′可以同时或并发地生长。基底部分720、第一有源层725和第二氮化物半导体层730形成纳米级发光部分718，而第二有源层725′和第三氮化物半导体层730′形成多层结构742。纳米级发光部分718包括相对于基板710倾斜的半极性表面。多层结构742包括与基板710平行或基本平行的非极性表面。
纳米级发光部分718可发射具有第一波长的第一光L12，而多层结构742可发射具有第二波长的第二光L22。第一波长可以大于第二波长。
现在将更详细地描述根据一实例实施方式产生多波长光的方法。
图19是流程图，示出根据一实例实施方式的利用单一半导体芯片产生多波长的光的方法。
参考图19，该方法包括：在第一氮化物半导体层上布置发光部分(S1702)；以及调整发光部分之间的间隙(S1704)。发光部分可以是纳米级的，并且在此将这样地描述。纳米级发光部分可包括半极性表面。当调整纳米级发光部分之间的间隙时，电介质图案可以设置在纳米级发光部分之间，或多层结构可以设置在其间。因而，可以在单一基片或芯片中发射多波长光，而不用荧光材料。在一个实例中，可以通过发射多波长光来发射白光，相对长波长的发光效率可以提高，从而产生适于视觉灵敏度的照明光。
图13是归一化的光致发光(PL)强度与通过根据图1中显示出的实例实施方式配置的半导体芯片产生的光的波长的曲线图。
如图13所示，例如，归一化的PL强度基本在约450nm与约650nm的波长之间变化。并且，峰值归一化PL强度在约500nm与约550nm之间。
图14是归一化的光致发光(PL)强度与通过根据图5中显示出的实例实施方式配置的半导体芯片产生的光的波长的曲线图。
如图14所示，与通过半导体芯片的微面(micro-facet)(例如，图5中的发光部分118)部分产生的光的峰值PL强度相应的波长和与通过半导体芯片的微平面部分(例如，多层结构142a)产生的光的峰值PL强度相应的波长相差大约15nm。在该实例中，PL强度关于半导体芯片的微面部分的波长的曲线相对于PL强度关于半导体芯片的微平面部分的波长的曲线左移。
图15A和图15B是根据实例实施方式的可用于产生白光的不同颜色布置的实例。通过根据图15A和图15B所示的图案布置在此讨论的纳米级发光部分，可以在单一基片或芯片中产生白光。
参考图15A，被配置成发射蓝光的发光部分B与被配置成发射黄光的发光部分Y在水平和竖直两个方向上交替地布置。
参考图15B，发光部分Y、被配置成发射蓝光的发光部分B以及被配置成发射红光的发光部分R在水平和竖直两个方向上交替地布置。
在图15A和图15B中示出的图案仅是实例。然而，实例实施方式不应被仅限于这些实例。而是，纳米级发光部分可以以如同本领域的一个普通技术人员所期望的任何适当方式布置。
图16示出根据一实例实施方式的发光器件(LED)。
参考图16，半导体芯片1612布置在硅基座1610上。硅基座1610布置在散热器(thermal heat sink)1608上，该散热器1608被装入外封装1604中。接合线1606连接硅基座1610与LED的阳极引线(未示出)。阴极引线1602经由内部电路(未示出)耦接到硅基座1610。透镜状结构(1ens shapedstructure)1614围绕半导体芯片1612、硅基座1610和接合线1606。半导体芯片1612可以是在此讨论的半导体芯片之一。
根据实例实施方式的半导体芯片和/或LED可以在各种技术领域中实现。例如，根据至少一些实例实施方式的LED和/或半导体芯片可以实现为道路照明、装饰照明、室内照明、生物医学照明、车辆灯，实现为平板显示装置(例如，液晶显示器(LCD)装置等等)中的显示和/或背光、显示和/或投影机照明等等。
应该理解的是，在此描述的实例实施方式将应仅以描述性含义理解而不用于限制目的。在每个实例实施方式内的特征或者方面的描述应该典型地被理解为可用于在其它实例实施方式中的其它类似特征或方面。

Claims (42)

1.一种半导体芯片，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，所述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；以及
至少一个第二区域，具有平坦表面和多个第二发光结构两者之一，所述平坦表面垂直于所述多个第一发光结构的突起方向，所述多个第二发光结构彼此相邻地布置，所述至少一个第二区域被配置成发射具有至少第二波长的光，所述第二波长与所述第一波长不同。
2.根据权利要求1所述的半导体芯片，其中所述多个第二发光结构彼此相邻地布置，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。
3.根据权利要求1所述的半导体芯片，其中所述多个第一发光结构具有多棱锥形状。
4.根据权利要求1至3任意之一所述的半导体芯片，还包括：
多个电介质层部分，所述多个电介质层部分中的每一个设置在相应的第一间隙中。
5.根据权利要求4所述的半导体芯片，其中所述多个电介质层部分不被所述多个第一发光结构覆盖。
6.根据权利要求1至3任意之一所述的半导体芯片，其中所述多个第一发光结构中的每一个包括多个半极性表面。
7.根据权利要求1至3任意之一所述的半导体芯片，还包括：
第一氮化物半导体层，其上形成所述至少一个第一区域和所述至少一个第二区域；其中
所述多个第一发光结构中的每一个包括：
基底部分，由与所述第一氮化物半导体层相同的材料形成，
第一有源层，形成在所述基底部分上，以及
第二氮化物半导体层，形成在所述第一有源层上。
8.根据权利要求7所述的半导体芯片，其中多个多层结构设置在所述多个第一发光结构之间，所述多个多层结构中的每一个包括：
第二有源层，
第三氮化物半导体层，形成在所述第二有源层上，以及
所述平坦的表面。
9.根据权利要求8所述的半导体芯片，其中所述多层结构发射具有所述第二波长的光，以及其中所述第一波长比所述第二波长长。
10.根据权利要求1至3任意之一所述的半导体芯片，还包括：
多个第一区域以及多个第二区域，在基板上交替地布置。
11.根据权利要求10所述的半导体芯片，其中所述多个第一区域和所述多个第二区域布置以形成发光阵列。
12.根据权利要求1至3任意之一所述的半导体芯片，其中所述至少一个第二区域包括具有第一宽度的所述平坦表面，其中所述第一宽度比所述第一间隙的宽度大。
13.根据权利要求1至3任意之一所述的半导体芯片，其中所述至少一个第二区域包括所述多个第二发光结构，以及其中所述至少一个第一区域通过第二间隙与所述至少一个第二区域分离。
14.根据权利要求13所述的半导体芯片，其中所述第一间隙的宽度是与所述第二间隙的宽度相同的宽度。
15.根据权利要求1至3任意之一所述的半导体芯片，其中所述多个第一发光结构以及所述多个第二发光结构是纳米级发光结构。
16.一种发光器件，包括：
根据权利要求1至3任意之一所述的至少一个半导体芯片。
17.根据权利要求16所述的发光器件，还包括：
散热器；
硅基座，布置在所述散热器上，所述至少一个半导体芯片布置在所述硅基座上；
阳极引线和阴极引线，耦接到所述硅基座；
外封装，围绕所述散热器；以及
透镜状结构，围绕所述硅基座和所述至少一个半导体芯片。
18.一种半导体芯片，包括：
至少一个第一区域，包括被配置成发射具有第一波长的光的多个第一发光结构，所述多个第一发光结构被布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；以及
至少一个第二区域，包括被配置成发射具有第二波长的光的多个第二发光结构，所述多个第二发光结构被布置成在所述多个第二发光结构的相邻第二发光结构的基底之间具有第二间隙，所述第二间隙的宽度与所述第一间隙的宽度不同，并且所述第一波长与所述第二波长不同。
19.根据权利要求18所述的半导体芯片，还包括：
电介质层，设置在第一间隙和第二间隙的每一个中。
20.根据权利要求18所述的半导体芯片，还包括：
至少一个第三区域，包括被配置成发射具有第三波长的光的多个第三发光结构，所述多个第三发光结构被布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三间隙，所述第三间隙的宽度与所述第一间隙和所述第二间隙的宽度不同，并且所述第三波长与所述第一波长和所述第二波长不同。
21.根据权利要求20所述的半导体芯片，其中所述多个第一发光结构、所述多个第二发光结构和所述多个第三发光结构是相同的尺寸。
22.根据权利要求20所述的半导体芯片，还包括：
电介质层，设置在第一间隙、第二间隙和第三间隙的每一个中。
23.根据权利要求18至22任意之一所述的半导体芯片，其中所述多个第一发光结构以及所述多个第二发光结构是纳米级的。
24.根据权利要求18至22任意之一所述的半导体芯片，其中所述多个第一发光结构以及所述多个第二发光结构是相同尺寸。
25.根据权利要求18至22任意之一所述的半导体芯片，还包括：
第一氮化物半导体层，其上形成所述至少一个第一区域和所述至少一个第二区域；其中
所述多个第一发光结构和所述多个第二发光结构中的每一个包括：
基底部分，由与所述第一氮化物半导体层相同的材料形成，
第一有源层，形成在所述基底部分上，以及
第二氮化物半导体层，形成在所述第一有源层上。
26.一种发光器件，包括：
根据权利要求18至22任意之一所述的至少一个半导体芯片。
27.根据权利要求26所述的发光器件，还包括：
散热器；
硅基座，布置在所述散热器上，所述至少一个半导体芯片布置在所述硅基座上；
阳极引线和阴极引线，耦接到所述硅基座；
外封装，围绕所述散热器；以及
透镜状结构，围绕所述硅基座和所述至少一个半导体芯片。
28.一种半导体芯片，包括：
至少一个第一区域，包括具有第一尺寸的多个第一发光结构，所述多个第一发光结构被布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，并且被配置成发射具有第一波长的光；以及
至少一个第二区域，包括具有与所述第一尺寸不同的第二尺寸的多个第二发光结构，所述多个第二发光结构被布置成在所述多个第二发光结构的相邻第二发光结构的基底之间具有第二间隙，并且被配置成发射具有第二波长的光；其中
所述第一波长和所述第二波长不同，以及
所述第一间隙和所述第二间隙的宽度相同。
29.根据权利要求28所述的半导体芯片，还包括：
第一氮化物半导体层，其上形成所述至少一个第一区域和所述至少一个第二区域；其中
所述多个第一发光结构中的每一个和所述多个第二发光结构中的每一个包括：
基底部分，由与所述第一氮化物半导体层相同的材料形成，
第一有源层，形成在所述基底部分上，以及
第二氮化物半导体层，形成在所述第一有源层上。
30.根据权利要求28所述的半导体芯片，还包括：
电介质层，设置在第一间隙和第二间隙的每一个中。
31.根据权利要求28所述的半导体芯片，其中所述多个第一发光结构以及所述多个第二发光结构是纳米级发光结构。
32.一种发光器件，包括：
根据权利要求28至31任意之一所述的至少一个半导体芯片。
33.根据权利要求32所述的发光器件，还包括：
散热器；
硅基座，布置在所述散热器上，所述至少一个半导体芯片布置在所述硅基座上；
阳极引线和阴极引线，耦接到所述硅基座；
外封装，围绕所述散热器；以及
透镜状结构，围绕所述硅基座和所述至少一个半导体芯片。
34.一种半导体芯片，包括：
多个发光结构，被配置成发射具有第一波长的光；以及
多个平坦的发光表面，被配置成发射具有第二波长的光，所述多个发光结构和所述多个平坦的发光表面在基板上交替地布置，所述第一波长不同于所述第二波长。
35.根据权利要求34所述的半导体芯片，其中所述多个发光结构以及所述多个平坦的发光表面是纳米级的。
36.根据权利要求34所述的半导体芯片，其中所述平坦的发光表面的表面垂直于所述多个发光结构的突起方向。
37.根据权利要求34至36任意之一所述的半导体芯片，还包括：
第一氮化物半导体层，其上形成所述多个发光结构和所述多个平坦的发光表面；其中
所述多个发光结构中的每一个包括：
基底部分，由与所述第一氮化物半导体层相同的材料形成，
第一有源层，形成在所述基底部分上，以及
第二氮化物半导体层，形成在所述第一有源层上。
38.根据权利要求34至36任意之一所述的半导体芯片，还包括：
第一氮化物半导体层，其上形成所述多个发光结构和所述多个平坦的发光表面；其中
所述多个平坦的发光表面的每一个具有一结构，包括：
第二有源层，
第三氮化物半导体层，形成在所述第二有源层上，以及
非极性表面。
39.一种发光器件，包括：
根据权利要求34至36任意之一所述的至少一个半导体芯片。
40.根据权利要求39所述的发光器件，还包括：
散热器；
硅基座，布置在所述散热器上，所述至少一个半导体芯片布置在所述硅基座上；
阳极引线和阴极引线，耦接到所述硅基座；
外封装，围绕所述散热器；以及
透镜状结构，围绕所述硅基座和所述至少一个半导体芯片。
41.一种制造半导体芯片的方法，所述方法包括：
在基板上形成第一氮化物半导体层；
图案化形成在所述第一氮化物半导体层上的电介质层，以暴露部分所述第一氮化物半导体层；
在所述第一氮化物半导体层的每个暴露部分上形成基底结构，所述基底结构由与所述第一氮化物半导体层相同的材料形成；
在每个基底结构上形成有源层；以及
在所述有源层上形成第二氮化物半导体层。
42.根据权利要求41所述的方法，还包括：
在形成所述有源层和所述第二氮化物半导体层之前，移除图案化的所述电介质层；其中
所述有源层和所述第二氮化物半导体层顺序地形成在每个基底结构上和在所述基底结构中的相邻基底结构之间的所述第一氮化物半导体层的暴露部分上。
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