CN107278333A - 发光器件和具有发光器件的灯单元 - Google Patents

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Abstract

实施例涉及发光器件。根据本实施例的发光器件包括：第一导电半导体层；有源层，该有源层被布置在第一导电半导体层上并且具有多个势垒层和多个阱层；多个超晶格层，所述多个超晶格层被布置在第一导电半导体层之下；以及第二导电半导体层，该第二导电半导体层被布置在有源层上，其中多个超晶格层包括至少三个超晶格层，其中至少三个超晶格层中的每个具有第一层和第二层的多个配对，以及至少三个超晶格层之中超晶格层越接近有源层，超晶格层的第一层中的铝组分逐渐减小，并且至少三个超晶格层中的每个在第二层中具有相同的铝组分。

Description

发光器件和具有发光器件的灯单元
技术领域
本实施例涉及发光器件。
本实施例涉及紫外发光器件。
本实施例涉及具有紫外发光器件的灯单元。
背景技术
通常，包括诸如氮(N)的V族源和诸如镓(Ga)、铝(Al)或铟(In)的III族源的氮化物半导体材料具有优异的热稳定性和直接转变型能带结构，并且因此被广泛用作用于诸如紫外光区域和太阳能电池中的氮化物基半导体发光器件的氮化物基半导体器件的材料。
氮化物基材料具有0.7eV至6.2eV的宽能带隙，并且因此由于与太阳光谱区域匹配的特性被广泛地用作用于太阳能电池装置的材料。特别地，紫外发光器件被使用在诸如固化设备、医疗分析仪、治疗设备和杀菌、水净化以及净化系统的各种工业领域中，并且作为未来的半导体光源作为用于普通照明的可用材料而引起注意。
发明内容
技术问题
本实施例提供一种发光器件和具有该发光器件的灯单元，该发光器件在第一导电半导体层之下具有多个超晶格层。
本实施例提供一种发光器件和具有该发光器件的灯单元，该发光器件能够通过在第一导电半导体层和衬底之间布置多个超晶格层来减少缺陷。
本实施例提供一种发光器件和具有该发光器件的灯单元，在该发光器件中随着超晶格层被定位成与有源层相邻，多个超晶格层中的每个配对的至少一层中的铝组分被逐渐地减小。
本实施例提供一种发光器件和具有该发光器件的灯单元，在该发光器件中随着超晶格层被定位成更接近有源层，多个超晶格层中的每个配对的至少一层的厚度被逐渐增加。
本实施例提供一种发光器件和具有该发光器件的灯单元，该发光器件发射具有紫外波长的光，例如，紫外-C(UV-C)波长的光。
技术解决方案
根据本实施例，提供一种发光器件，包括：第一导电半导体层；有源层，该有源层被布置在第一导电半导体层上并且具有多个势垒层和多个阱层；多个超晶格层，所述多个超晶格层被布置在第一导电半导体层之下；以及第二导电半导体层，该第二导电半导体层被布置在有源层上，其中多个超晶格层包括至少三个超晶格层，其中至少三个超晶格层中的每个具有至少第一层和第二层的多个配对，其中，随着至少三个超晶格层之中的超晶格层是被定位为与有源层相邻的超晶格层，超晶格层的第一层中的铝组分被逐渐减小，并且其中至少三个超晶格层中的每个在第二层中具有相同的铝组分。
根据本实施例，提供了一种发光器件，包括：第一导电半导体层；有源层，该有源层被布置在第一导电半导体层上并且具有多个势垒层和多个阱层；多个超晶格层，所述多个超晶格层被布置在第一导电半导体层之下；以及第二导电半导体层，该第二导电半导体层被布置在有源层上，其中多个超晶格层包括至少三个超晶格层，其中至少三个超晶格层中的每个具有至少第一层和第二层的多个配对，其中，随着至少三个超晶格层之中的超晶格层时被定位为与有源层相邻的超晶格层，超晶格层的第一层和第二层之间的铝组分上的差异被逐渐增加，并且随着至少三个超晶格层之中的超晶格层是被定位为与有源层相邻的超晶格层，超晶格层的第一层的厚度被逐渐增加。
有益效果
根据实施例的发光器件，能够去除转移到有源层的缺陷。
根据实施例的发光器件，能够提高内量子效率。
实施例能够提高用于灭菌的紫外发光器件的可靠性。
实施例能够提供具有紫外发光器件和诸如紫外灯的灯单元的发光器件封装。
附图说明
图1是图示根据第一实施例的发光器件的视图。
图2是解释在图1中所图示的多个超晶格层的视图。
图3是图示其中电极被布置在图1的发光器件中的示例的视图。
图4是图示其中在图1的发光器件中布置电极的另一示例的视图。
图5是图示具有图3的发光器件的发光器件封装的横截面图。
图6是图示根据第二实施例的发光器件的视图。
图7是图示其中电极被布置在图6的发光器件中的示例的视图。
图8是图示具有图6的发光器件的发光器件封装的横截面图。
图9是图示根据实施例的具有发光器件的灯单元的视图。
图10是图示根据实施例的多个超晶格层中的铝的组分和厚度之间的关系的曲线图。
图11是图示接触电阻依照根据第二实施例的发光器件中的第三导电半导体层的铝组分的关系的曲线图。
具体实施方式
在实施例的描述中，在描述相应的层(膜)、区域、图案或结构被形成为在衬底、相应的层(膜)、区域、焊盘或图案“上/上方”或“之下”的情况下，层等被形成为在衬底等“上/上方”和“之下”的状态包括所有在衬底等上/上方和之下“直接地”或者“通过在其间插入另一层(间接地)”形成层等的状态。另外，将参考附图描述对于在相应层上/上方或者之下的标准。
<发光器件>
图1是图示根据第一实施例的发光器件的横截面图。
参考图1，根据实施例的发光器件包括：衬底21；多个超晶格层31、33、35和37，其被布置在衬底21上；第一导电半导体层41，其被布置在多个超晶格层31、33、35、37上；有源层51，其被布置在第一导电半导体层41上；电子阻挡层61，其被布置在有源层51上；以及第二导体导电半导体层71，其被布置在电子阻挡层61上。
发光器件发射具有紫外波长的光。发光器件能够发射波长为300nm或者更少，例如200nm至290nm范围的波长的光。发光器件可以是发射具有UV-C波长的光的器件。
例如，衬底21可以是半透明衬底、导电衬底或绝缘衬底。例如，衬底21可以包括蓝宝石(Al2O3)、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、GaP、InP、Ge以及Ga2O3中的至少一种。可以在衬底21的上表面和/或下表面上形成多个突出部(未被图示)，多个突出部中的每个的侧端表面可以包括半球形、多边形和椭圆形中的至少一个，并且突出部可以以带状形式或矩阵形式布置。突出部能够提高光提取效率。
可以在衬底21上生长多个化合物半导体层并且可以通过电子束蒸发器、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体激光沉积(PLD)、双型热蒸发器、溅射、金属有机化学气相沉积(MOCVD)等形成多个化合物半导体层的生长设备。然而，本实施例不限于此。
多个超晶格层31、33、35和37可以被布置在衬底21和第一导电半导体层41之间。有源层51可以被布置在第一导电半导体层41上。
多个超晶格层31、33、35和37可以包括至少三个超晶格层，例如，至少四个超晶格层。多个超晶格层31、33、35和37中的每个可以包括多个配对，并且多个配对中的一个配对包括至少两个层。作为示例，在多个超晶格层31、33、35和37中，每个配对中的任何一层可以由II-VI族或III-V族化合物半导体实现，并且其另一层可以由II-VI族或III-V族化合物半导体实现。
参考图2，多个超晶格层31、33、35和37中的每个可以包括第一层11、13、15和17以及第二层12、14、16和18的配对，并且第一层11、13、15和17以及第二层12、14、16和18可以包括彼此不同的材料。在每个超晶格层31、33、35和37中，第一层11、13、15和17以及第二层12、14、16和18可以被交替地布置。
随着超晶格层31、33、35和37之中的超晶格层是被定位为与有源层51相邻的超晶格层，能够逐渐地减小超晶格层的第一层11、13、15和17的铝组分。随着超晶格层31、33、35和37之中的超晶格层是被定位为与有源层51相邻的超晶格层，能够逐渐地增加超晶格层中的第一层11、13、15和17与第二层12、14、16和18的铝组分上的差异。每个超晶格层31、33、35和37可以在第二层12、14、16和18中具有相同的铝组分。
随着超晶格层31、33、35和37中的超晶格层是被定位为与有源层51相邻的超晶格层，能够逐渐增加超晶格层的第一层11、13、15和17的厚度T1、T2、T3和T4。随着超晶格层被定位成与有源层51相邻，多个超晶格层31、33、35和37的厚度可以被逐渐增加。
每个超晶格层31、33、35和37的第一层11、13、15和17/第二层12、14、16和18的配对可以包括AlGaN/AlN的配对。随着第一层被定位成与有源层51相邻，第一层11、13、15和17的AlGaN的铝组分被逐渐地减小。
被设置在多个超晶格层31、33、35、37中的相邻两个超晶格层中的第一层11、13、15和17之间的铝组分上的差异可以为10％或者更多。设置在多个超晶格层31、33、35、37之中的被定位在彼此相反侧上的两个超晶格层中的第一层11、13、15和17之间的铝组分上的差异可以为30％或者更多。
多个超晶格层31、33、35和37包括例如第一至第四超晶格层31、33、35和37。第一超晶格层31可以被布置在衬底21和第二超晶格层33之间，第二超晶格层33可以被布置在第一超晶格层31和第三超晶格层35之间，第三超晶格层35被布置在第二超晶格层33和第四超晶格层37之间，并且第四超晶格层37可以被布置在第三超晶格层35和第一导电半导体层41之间。
第一超晶格层31包括第一层11和第二层12的配对，并且该配对可以包括8至20对，例如10至15对。第一层11是具有AlaGa1-aN(0<a<1)的组分公式(composition formula)的半导体材料，并且第二层12可以是AlN。第一超晶格层31中的第一层11和第二层12之间的铝组分上的差异可以具有20％或者更多。
第一超晶格层31中的第一层11的厚度T1小于第二至第四超晶格层33、35以及37的第一层13、15和17的厚度T1、T2、T3和T4，并且可以包括例如5nm至20nm的范围。第一超晶格层31中的第二层12的厚度T5可以包括从5nm至20nm的范围。通过在上述范围中设置第一超晶格层31的第一层11和第二层12的厚度T1和T5，能够减小由于衬底21和第一超晶格层之间的晶格常数上的差异而导致的缺陷，并且传递到第二超晶格层33的应力能够被减少。第一超晶格层31的第一层11和第二层12的厚度T1和T5可以相同。然而，本实施例不限于此。
第二超晶格层33包括第一层13和第二层14的配对，并且该配对可以包括8至20对，例如10至15对。在第二超晶格层33中，第一层13是具有AlbGa1-bN(0<b<1)的组分公式的半导体材料并且第二层14可以是AlN。第二超晶格层33中的第一层13和第二层14之间的铝组分上的差异可以为30％或者更多。因为第二层14具有比第一层13高30％或者更多的铝组分，所以能够提供具有小晶格常数的半导体。
第二超晶格层33中的第一层13的厚度T2可以小于第三和第四超晶格层35和37的第一层15和17的厚度T3和T4，并且包括例如12nm至22nm的范围。第二超晶格层33中的第二层14的厚度T5可以包括从5nm至20nm的范围。通过在上述范围中设置第二超晶格层33的第一层13和第二层14的厚度T2和T5，能够减少通过第一超晶格层31转移的缺陷，并且能够减少被传递到第三超晶格层35的应力。第二超晶格层33的第一层13的厚度T2可以大于第二层14的厚度T5。因为设置具有小的晶格常数和薄的厚度的第二超晶格层33的第二层13，所以第二层能够用作用于控制第二超晶格层33中的缺陷的层。
第三超晶格层35包括第一层15和第二层16的配对，并且该配对可以包括8至20对，例如10至15对。在第三超晶格层35中，第一层15是具有AlcGa1-cN(0<c<1)的组分公式的半导体材料并且第二层16可以是AlN。第三超晶格层35中的第一层15和第二层16之间的铝组分上的差异可以为40％或者更多。通过第三超晶格层35的第一层15的铝组分小于第二超晶格层33的第一层13的铝组分，能够提高半导体层的晶体质量。
第三超晶格层35中的第一层15的厚度T3可以小于第四超晶格层37的第一层17的厚度T4，并且包括例如从15nm至25nm的范围。第三超晶格层35中的第二层16的厚度T5包括5nm至20nm的范围。通过在上述范围中设置第三超晶格层35的第一层15和第二层16的厚度T3和T5，能够减少通过第二超晶格层33转移的缺陷，并且被传递到第四层超晶格层37的应力能够被减少。第三超晶格层35的第一层15的厚度T3可以大于其第二层16的厚度T5。因为设置具有小的晶格常数和薄的厚度的第三超晶格层35的第二层16，所以第二层能够用作用于控制第三超晶格层35中的缺陷的层。
第四超晶格层37包括第一层17和第二层18的配对，并且该配对可以包括8至20对，例如10至15对。在第四超晶格层37中，第一层17是具有组分公式AldGa1-dN(0<d<1)的半导体材料并且第二层18可以是AlN。第四超晶格层37中的第一层17和第二层18之间的铝组分上的差异可以为45％或者更多并且可以为50％或者更多。通过第四超晶格层37的第一层17的铝组分小于第三超晶格层35的第一层15的铝组分，能够提高半导体层的晶体质量。
第四超晶格层37中的第一层17的厚度T4可以大于第一至第四超晶格层31、33以及35的第一层11、13和15的厚度T1、T2和T3，并且可以包括例如17nm至30nm的范围。第四超晶格层37中的第二层18的厚度T5包括从5nm至20nm的范围。通过在上述范围中设置第四超晶格层37的第一层17和第二层18的厚度T4和T5，能够减少通过第三超晶格层35转移的缺陷，并且被传递到第一导电半导体层41的应力能够被减小。第四超晶格层37的第一层17的厚度T4可以大于第二层18的厚度T5。因为设置具有小的晶格常数和薄的厚度的第四超晶格层37的第二层18，所以第二层能够用作用于控制第四超晶格层37中的缺陷的层。
作为第一至第四超晶格层31、33、35和37中的第一层11、13、15和17的AlGaN的Al组分Ala、Alb、Alc以及Ald可以是a>b>c>d，在铝组分a和b之间的差异可以是10％或者更多，在铝组分b和c之间的差异可以是10％或者更多，并且铝组分c和d之间的差异可以是10％或者更多。铝组分a和d之间的差异可以为30％或者更多。作为第二层12、14、16和18的AlN的铝组分与铝组分a之间的差异可以为20％±2％或者更多，AlN的铝组分和铝组分b之间的差异可以为30％±3％或者更多，在AlN的铝组分与铝组分c之间的差异为40％±4％或者更多，AlN的铝组分与铝组分d之间的差异为50％±5％或者更多。通过第一至第四超晶格层31、33、35和37的第一层11、13、15和17的铝组分逐渐减小，与有源层相邻的层中的缺陷能够被减少。
超晶格层的第一层11、13、15和17的铝组分可以被逐渐减小，并且可以被减少高达50％或者更多的差异，并且随着在超晶格层31、33、35以及37之中的超晶格层是被定位为与有源层51相邻的超晶格层，其第一层11、13、15和17的厚度T1、T2、T3和T4可以被逐渐增加。因为第一至第四超晶格层31、33、35以及37被布置在有源层51之下，因此能够去除从衬底21传递的缺陷并且能够减少向上部传递的应力。
在根据实施例的第一至第四超晶格层31、33、35、37中，通过被布置为AlN/AlGaN配对的第一层11、13、15和17以及第二层12、14、16和18的配对，能够提高相对于紫外波长的透射率。当AlN在具有小的a轴晶格常数值的AlGaN上生长时，以AlN>AlGaN>GaN的顺序列出a轴晶格常数值，施加压缩应力，并且当AlGaN再次生长在AlN上时，施加拉伸应力。通过周期性地重复的AlGaN/AlN的这种生长，消除了作为彼此相反的应力的压缩应力和拉伸应力。此外，因为AlGaN和AlN具有在晶体学上彼此相同的纤锌矿晶体结构，因此能够提供稳定的超晶格结构。
在本实施例中，通过被布置在衬底21上的多个超晶格层31、33、35和37，与单个n型半导体层被布置在衬底21上的情况相比能够有效地阻止位错，并且能够防止由于晶格常数的差异导致的质量降低。此外，通过随着超晶格层被定位成与有源层相邻而逐渐地减少多个超晶格层31、33、35和37的第一层11、13、15和17中的铝组分，能够防止由于a轴晶格常数的差异导致的膜质量的降低。随着多个超晶格层31、33、35和37中的第一层11、13、15和17之中的第一层是被定位为与第一导电半导体层41相邻，第一层的铝组分可以更小。随着超晶格层31、33、35和37的第一层11、13、15和17之中的第一层是被定位成远离第一导电半导体层41的第一层，第一层的铝组分可以更大。通过多个超晶格层31、33、35和37的第一层11、13、15和17的厚度(T1<T2<T3<T4)被设置为是厚的，随着超晶格层被定位成与有源层51相邻，其c轴晶格常数值上的差异被最小化，其极化现象被改善，并且从下层传递的位错能够被防止。如图10中所图示，随着多个超晶格层31、33、35和37的第一层11、13、15和17之中的第一层是被定位成与有源层51相邻的第一层时，第一层的厚度被逐渐增加，并且其铝组分被减小。
多个超晶格层31、33、35和37可以包括第一导电型掺杂物(dopant)，例如，诸如Si、Ge、Sn、Se和Te的n型掺杂物。多个超晶格层31、33、35和37可以是n型半导体层，并且例如，超晶格层31、33、35和37中的每个的第一层11、13、15和17以及第二层12、14、16和18可以是n型半导体层。
第一导电半导体层41可以被布置在多个超晶格层31、33、35和37上。第一导电半导体层41的铝组分可以具有与被定位为与第一导电半导体层41相邻的第四超晶格层37的第一层17的铝组分相同的组分，并且在第一导电半导体层41的铝组分与第四超晶格层37的第二层18的铝组分之间可以存在45％或者更多的差异。第一导电半导体层41可以被布置为具有AleGa1-eN(0<e<1)的组分的半导体，并且Ale可以与Ald相同(d＝e)或者大于Alc(c<e)，并且可以高于有源层51中的阱层的铝组分。
第一导电半导体层41的厚度可以比被定位为与第一导电半导体层41相邻的第四超晶格层37的第一层17的厚度T4大40倍或者更多。例如，第一导电半导体层41可以具有50％±5％的范围的铝组分和1000nm±100nm的范围的厚度。通过第一导电半导体层41的铝与AlN相比具有约50％的铝组分上的差异并且被设置为厚，能够减小传递到有源层51的极化现象和缺陷。
第一导电半导体层41可以包括包括铝的其它半导体中的至少一种，诸如InAlGaN、AlInN、AlGaAs和AlGaInP材料。第一导电半导体层41可以是掺杂有第一导电掺杂物的n型半导体层，第一导电掺杂物例如是诸如Si、Ge、Sn、Se和Te的n型掺杂物。
有源层51可以由单阱、单量子阱、多阱、多量子阱(MQW)结构、量子线结构或量子点结构中的至少一种形成。
有源层51是其中通过第一导电半导体层41注入的电子(或空穴)与通过第二导电半导体层71注入的空穴(或电子)彼此相遇并因此由于根据有源层51的形成材料的能带的带隙上的差异而发射光的层。
有源层51可以由化合物半导体实现。有源层51可以由例如II-VI族和III-V族化合物半导体中的至少一种来实现。
在有源层51由多阱结构实现的情况下，有源层51包括多个阱层(未被图示)和多个势垒层(未示出)。在有源层51中，阱层和势垒层被交替地排列。阱层和势垒层的配对可以以2至30个周期形成。
例如，阱层可以被布置为具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的组分公式的半导体材料。可以将势垒层布置为具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的组分公式的半导体材料。
例如，阱层/势垒层的周期包括InGaN/GaN、GaN/ALGaN、AlGaN/AlGaN、InGaN/AlGaN、InGaN/InGaN、AlGaAs/GaAs、InGaAs/GaAs、InGaP/GaP、AlInGaP/InGaP、Inp/GaAs的配对中的至少一个。
根据实施例的有源层51的阱层可以由AlGaN实现，并且势垒层可以由AlGaN实现。例如，有源层51可以发射具有紫外波长的光并且发射具有例如在200nm至290nm范围中的紫外波长的光。
势垒层的铝组分具有比阱层的铝组分高的组分。阱层的铝组分可以在从20％至40％的范围中，并且势垒层的铝组分可以在40％至95％的范围中。势垒层可以包括掺杂物，并且可以包括例如n型掺杂物。
电子阻挡层61可以被布置在有源层51上。电子阻挡层61可以被布置为AlGaN半导体，并且可以具有比有源层的势垒层更高的铝组分。电子阻挡层61的铝组分可以为50％或者更多。
电子阻挡层61可以包括多层结构，并且可以包括例如具有彼此不同的铝组分的多个半导体层，并且至少一个层可以具有50％或者更多的铝组分。
第二导电半导体层71被布置在电子阻挡层61上。第二导电半导体层71可以包括AlGaN基半导体。第二导电半导体层71可以是具有例如p型掺杂物的第二导电型掺杂物的p型半导体层。作为另一示例，第二导电半导体层71可以包括AlN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs或AlGaInP中的至少一种，并且可以包括诸如Mg、Zn、Ca、Sr和Ba的p型掺杂物。为了防止紫外波长的吸收，第二导电半导体层71可以被布置为AlGaN基半导体。
第二导电半导体层71可以具有多层结构，但是本实施例不限于此。
在本实施例中，虽然描述了第一导电类型是n型并且第二导电类型是p型，但是作为另一示例，第一导电类型可以是p型，第二导电类型可以是n型。可替选地，发光器件可以包括n-p结结构、p-n结结构、n-p-n结结构和p-n-p结结构中的任何一种结构。
图3图示其中电极被布置在图1的发光器件中的示例。在图3的描述中，与上述配置相同的部分将参考上述公开的实施例的描述。
参考图3，发光器件101包括第一电极91和第二电极95。第一电极91被电连接到第一导电类型半导体层，例如，多个超晶格层31、33、35和37中的任何一层，并且第二电极95能够被电连接到第二导电半导体层71。
第一电极91可以被布置在第一导电类型半导体层，例如，多个超晶格层31、33、35和37以及第一导电半导体层41中的至少一个上，并且第二电极95可以被布置在第二导电半导体层71上。
第一电极91和第二电极95还可以具有臂结构或指结构的电流扩散图案。第一电极91和第二电极95可以由具有欧姆接触的特性的金属、粘合剂层和结合层制成为半透明的。然而，本实施例不限于此。第一电极93和第二电极95可以由选自Ti、Ru、Rh、Ir、Mg、Zn、Al、In、Ta、Pd、Co、Ni、Si、Ge、Ag、Au以及其可选合金的材料形成。
可以在第二电极95和第二导电半导体层71之间布置电极层(未被图示)，电极层可以由透射70％或者更多的光的半透明材料，或者反射70％或者更多的光的具有反射性质的材料形成，并且可以由例如金属或金属氧化物形成。电极层可以由选自铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、铟铝锌氧化物(IAZO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)、铝锌氧化物(AZO)、锑锡氧化物(ATO)、镓锌氧化物(GZO)、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、Al、Ag、Pd、Rh、Pt以及Ir的材料形成。电极层可以是半透明层/反射金属层的层叠结构。
此外，衬底21可以被设置有20μm或更少的厚度以减小紫外波长的吸收。此外，衬底21可以与发光器件分离，但不限于此。根据本实施例的发光器件101可以发射具有紫外波长，例如UV-C波长的光。
图4是图示使用图1的发光器件的竖直发光器件的示例的图。在图4的描述中，具有与上述相同配置的部分将参考所公开的实施例的描述。
参考图4，发光器件102包括：多个超晶格层31、33、35和37；第一电极91，其被布置在多个超晶格层31、33、35和37中的至少一个(例如第一超晶格层31)上；第一导电半导体层41和有源层51，其被布置在多个超晶格层31、33、35和37之下；以及第二电极，其具有在第二导电半导体层71之下的多个导电层96、97、98和99。
第二电极被布置在第二导电半导体层71之下，并且包括接触层96、反射层97、结合层98和支撑构件99。接触层96与半导体层，例如，第二导电半导体层71接触。接触层96可以是诸如ITO、IZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO和ATO的导电性低的材料，或者可以使用金属Ni或Ag。反射层97被布置在接触层96之下，并且反射层97由包括由从包括Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf及其组合的组中选择的材料形成的至少一层的结构制成。可以在第二导电半导体层71之下接触反射层97，但是本实施例不限于此。
结合层98被布置在反射层97之下，结合层98可以被用作势垒金属或结合金属，并且其材料可以包括例如Ti、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag和Ta以及可选的合金中的至少一种。
沟道层83和电流阻挡层85被布置在第二导电半导体层71和第二电极之间。
沟道层83沿着第二导电半导体层71的下表面边缘被形成，并且可以形成为环形、回路形或框形。沟道层83包括透明导电材料或绝缘材料，并且可以包括ITO、IZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO、ATO、SiO2、SiOx、SiOxNy、Si3N4、Al2O3以及TiO2中的至少一种。沟道层163的内侧部分被布置在第二导电半导体层71之下，并且其外侧部分被布置成比发光结构的侧表面进一步向外。
电流阻挡层85可以被布置在第二导电半导体层71和接触层96或反射层97之间。电流阻挡层85可以包括绝缘材料，并且可以包括SiO2、SiOx、SiOxNy、Si3N4、Al2O3和TiO2中的至少一个。作为另一示例，电流阻挡层85也可以由用于肖特基(Schottky)接触的金属形成。
电流阻挡层85被竖直地布置以在竖直方向上对应于第一电极91。电流阻挡层85可以阻挡从第二电极供应的电流并且将电流扩散到另一路径。可以布置一个或多个电流阻挡层85，并且电流阻挡层85的至少一部分或整个区域可以在竖直方向上重叠第一电极91。
支撑构件99被形成在结合层98之下，支撑构件99可以由导电构件形成，并且其材料可以是导电材料，诸如铜(Cu)、金(Au)、镍(Ni)、钼(Mo)、铜-钨(Cu-W)和载体晶片(例如，Si、Ge、GaAs、ZnO、SiC等)。作为另一示例，支撑构件99可以被实现为导电片。
在此，去除图1的衬底。生长衬底去除方法可以包括通过物理方法(例如，激光剥离)和/或化学方法(湿蚀刻等)，并且能够暴露第一超晶格层31。通过在去除衬底的方向上执行隔离蚀刻，第一电极91被形成在第一超晶格层31上。
第一超晶格层31的上表面可以被形成有诸如粗糙的光提取结构(未被图示)。因此，能够制造具有如下竖直电极结构的发光器件102，该竖直电极结构具有在发光结构上方的第一电极91和在发光结构之下的支撑构件99。
根据实施例的发光器件102能够发射具有紫外波长，例如，UV-C波长的光。
<发光器件封装>
图5是图示具有图4的发光器件的发光器件封装的视图。
参考图5，发光器件封装包括：支撑构件110；反射构件111，其被布置在支撑构件110上并且具有腔体112；根据实施例的发光器件101，其被布置在支撑构件110上和腔体112中；以及透明窗口115，其被布置在腔体112内。
支撑构件110可以由树脂基印刷电路板(PCB)、诸如硅或碳化硅(SiC)的硅基材料、诸如氮化铝(AlN)的陶瓷基材料、诸如聚邻苯二甲酰胺(PPA)的树脂基材料、液晶聚合物、在底部具有金属层的PCB(MCPCB：金属芯PCB)中的至少一种形成。然而，本实施例不限于这样的材料。
支撑构件110包括第一金属层131、第二金属层133、第一连接构件138、第二连接构件139、第一电极层135和第二电极层137。第一金属层131和第二金属层132被布置为在支撑构件110的底部上彼此间隔开。第一电极层135和第二电极层137被布置为在支撑构件110的上表面上彼此间隔开。第一连接构件138可以被布置在支撑构件110的内侧部分或第一侧表面上，并且将第一金属层131和第一电极层135彼此连接。第二连接构件139可以被布置在支撑构件110的内侧部分或第二侧面上，并且将第二金属层133和第二电极层137彼此连接。
第一金属层131、第二金属层133、第一电极层135和第二电极层137可以由金属材料，例如钛(Ti)、铜(Cu)、镍(Ni)、金(Au)、铬(Cr)、钽(Ta)、铂(Pt)、锡(Sn)、银(Ag)和磷(P)或其可选的合金形成，并且可以由单金属层或多层金属层形成。
第一连接构件138和第二连接构件139包括导通部、导通孔以及通孔中的至少一个。
反射构件111可以围绕腔体112被布置在支撑构件110上，以反射从发光器件101发射的紫外光。
反射构件111可以由树脂基印刷电路板(PCB)、诸如硅或碳化硅(SiC)的硅基材料、诸如氮化铝(AlN)的陶瓷基材料、诸如聚对苯二甲酰胺(PPA)的树脂基材料或液晶聚合物中的至少一种形成。然而，本实施例不限于这样的材料。支撑构件110和反射构件111可以包括陶瓷基材料，并且陶瓷基材料的特征在于其散热效率高于树脂材料。
发光器件101可以被布置在第二电极层137上，或者可以被布置在支撑构件110上，并且可以被电连接到第一电极层135和第二电极层137。发光器件101可以通过导线121连接。作为另一示例，发光器件101可以以倒装芯片的方式被结合。
当荧光体层被布置在发光器件101上时，发光器件101可以发射具有紫外长度的光或者发射具有不同波长的光。
透明窗口115被布置在腔体112内并且发射从发光器件101发射的具有峰值波长的光。透明窗口115可以包括玻璃材料、陶瓷材料或半透明树脂材料。
此外，光学透镜或荧光体层可以进一步被布置在腔体112内，但是本实施例不限于此。
根据实施例的发光器件或发光器件封装能够被应用于灯单元。灯单元是具有一个或多个发光器件或发光器件封装的组件，并且可以包括紫外灯。
图6是图示根据第二实施例的发光器件的侧截面图。在第二实施例的描述中，与第一实施例相同的配置将参考第一实施例的描述。
参考图6，根据本实施例的发光器件具有：衬底21；多个超晶格层31、33、35、37，其被布置在衬底21上；第一导电半导体层41，其被布置在多个超晶格层31、33、35、37上；有源层51，其被布置在第一导电半导体层41上；电子阻挡层61，其被布置在有源层51上；第二导电半导体层71，其被布置在电子阻挡层61上；以及第三导电半导体层73，其被布置在第二导电半导体层71上。
发光器件发射具有紫外波长的光。发光器件可以发射具有290nm或者更少的波长，例如，在200nm至290nm的范围的波长的光。发光器件可以是发射具有UV-C波长的光的器件。
多个超晶格层31、33、35和37可以被布置在衬底21和第一导电半导体层41之间。有源层51可以被布置在第一导电半导体层41上。
多个超晶格层31、33、35和37可以包括至少三个超晶格层，例如，至少四个超晶格层。多个超晶格层31、33、35和37中的每个可以包括多个配对，并且多个配对中的一个配对包括至少两个层。例如，在多个超晶格层31、33、35和37中，每个配对中的任何一层可以由II-VI族或III-V族化合物半导体实现，其另一层可以由II-VI族或III-V族化合物半导体实现。
参考图2，多个超晶格层31、33、35和37中的每个可以包括第一层11、13、15和17以及第二层12、14、16和18的配对，并且第一层11、13、15和17以及第二层12、14、16和18可以包括彼此不同的材料。在每个超晶格层31、33、35和37中，第一层11、13、15和17以及第二层12、14、16和18可以被交替地布置。
随着超晶格层31、33、35和37之中的超晶格层是被定位为与有源层相邻的超晶格层，超晶格层的第一层11、13、15和17的铝组分能够被逐渐地减小。随着超晶格层31、33、35以及37之中的超晶格层是被定位为与有源层51相邻的超晶格层，超晶格层的第一层11、13、15和17与第二层12、14、16和18的铝组分上的差异能够被逐渐增加。每个超晶格层31、33、35和37可以在第二层12、14、16和18中具有相同的铝组分。
随着超晶格层31、33、35和37之中的超晶格层是被定位为与有源层51相邻的超晶格层，超晶格层的第一层11、13、15和17的厚度T1、T2、T3和T4能够被逐渐增加。随着超晶格层被定位为与有源层51相邻，多个超晶格层31、33、35和37的厚度可以被逐渐增加。
每个超晶格层31、33、35和37的第一层11、13、15和17/第二层12、14、16和18的配对可以包括AlGaN/AlN的配对。随着第一层被定位为与有源层51相邻，第一层11、13、15和17的AlGaN的铝组分被逐渐地减小。
被设置在多个超晶格层31、33、35、37之中的相邻两个超晶格层中的第一层11、13、15和17之间的铝组分上的差异可以为10％或者更多。被设置在多个超晶格层31、33、35、37之中的被定位在彼此相反侧上的两个超晶格层中的第一层11、13、15和17之间的铝组分上的差异可以是30％或者更多。
多个超晶格层31、33、35和37包括例如第一至第四超晶格层31、33、35和37。第一超晶格层31可以被布置在衬底21和第二超晶格层31之间，第二超晶格层33可以被布置在第一超晶格层31和第三超晶格层35之间，第三超晶格层35可以被布置在第二超晶格层33和第四超晶格层37之间，并且第四超晶格层37可以被布置在第三超晶格层35和第一导电半导体层41之间。
第一到第四超晶格层31、33、35和37将会参考第一实施例的描述。
第一导电半导体层41可以被布置在多个超晶格层31、33、35和37上，有源层51可以被布置在第一导电半导体层41上，电子阻挡层61可以布置在有源层51上，第二导电半导体层71可以被布置在电子阻挡层61上，并且第三导电半导体层73可以被布置在第二导电半导体层71上。
第二和第三导电半导体层71和73可以是AlGaN基半导体，例如，AlGaN。第二导电半导体层71可以具有50％或者更多的铝组分，并且可以添加p型掺杂物。p型掺杂物浓度可以范围从1E16cm-3到1E21cm-3。如果p型掺杂物浓度小于上述范围，则空穴注入效率被降低。如果p型掺杂物浓度大于上述范围，则可能降低晶体质量并且可能影响第三导电半导体层73的电气特性。
在第三导电半导体层73是GaN的情况下，因为紫外波长被吸收，所以能够降低光提取效率。在诸如ITO的氧化层被布置在第三导电半导体层73上的情况下，由于紫外波长的吸收，光提取效率可能被降低。该实施例能够设置能够通过第三导电半导体层73的铝组分与第二电极95欧姆接触的层。为此，第三导电半导体层73可以是与第二电极95或欧姆接触层接触的电极接触层，并且可以与第二电极95欧姆接触。
第三导电半导体层73的铝组分可以是40％或者更少，例如，在20％至40％的范围中。在第三导电半导体层73的铝组分偏离上述范围的情况下，第二电极95和第三导电半导体层73之间的接触电阻被增加。如在图11中所图示，在第二导电半导体层71的铝组分在20％至40％的范围的情况下，其接触电阻被降低并且可以是102Ωcm2或者更少，并且在第二导电半导体层71的铝偏离上述范围的情况下，存在接触电阻被增加十倍或者更多的问题。
此外，第三导电半导体层73可以添加诸如p型掺杂物的第二导电型掺杂物，并且p型掺杂物浓度可以在1Ecm-18或更多的范围中，例如，从1Ecm-18到1Ecm-21的范围。存在下述问题：如果p型掺杂物的浓度小于上述范围，则接触电阻急剧增加，并且如果p型掺杂物的浓度大于上述范围，则膜质量降低并且因此欧姆特性被改变。
第三导电半导体层73可以具有50nm或更少的厚度，例如，40nm或更少，并且厚度取决于根据材料的紫外波长透射率和第三导电半导体层73的厚度而变化。
第二电极95的材料可以选自与第三导电半导体层73接触的金属，诸如Ti、Ru、Rh、Ir、Mg、Zn、Al、In、Ta、Pd、Co、Ni、Si、Ge、Ag和Au及其可选的合金。通过设置上述的第二和第三导电半导体层73和75，能够减小第二电极95与第二和第三导电半导体层73和75之间的接触电阻，并且还能够提高透光率。
图7是其中电极被布置在图6的发光器件上的示例。
参考图7，发光器件包括：衬底21；多个超晶格层31、33、35和37；第一导电半导体层41；有源层51；根据第一实施例的电子阻挡层61；以及根据第二实施例的第二和第三导电半导体层73和75。
发光器件包括第一电极91和第二电极95，并且第一电极91可以被布置在多个超晶格层31、33、35和37中的至少一个之下，并且第一导电半导体层41和第二电极95可以被布置在第三导电半导体层75之下。
接触层和反射层被设置在第二电极95和第三导电半导体层75之间，并且接触层包括铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、铟铝锌氧化物(IAZO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)、铝锌氧化物(AZO)、锑锡氧化物(ATO)、镓锌氧化物(GZO)、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、Al、Ag、Pd、Rh、Pt、Ir或多种化合物材料中的至少一个，并且反射层可以包括Al、Ag、Pd、Rh、Pt和Ir中的至少一种。
衬底21可以具有20μm或更少的厚度，以便于使光吸收最小化并且提高光透射率。此外，可以在衬底21的上表面上设置诸如粗糙的光提取结构21A。
衬底21可以是用于生长AlGaN的块状AlN衬底或蓝宝石衬底，其是第一超晶格层31的第一层11、13、15和17。
发光器件103被布置为倒装芯片结构并且能够在衬底方向上提取光。例如，图7所示的发光器件能够被安装为如图8中所图示的倒装芯片结构。
图9是图示根据实施例的具有发光器件或发光器件封装的光源模块的视图。根据实施例的光源模块可以是灯单元。
参考图9，根据实施例的光源模块包括具有本实施例中公开的发光器件103的发光器件封装201、发光器件封装201被布置在其上的电路板301以及覆盖发光器件封装201和电路板301的防潮膜275。
发光器件封装201包括：主体210，其具有腔体211；多个电极221和225，其被布置在腔体211中；发光器件103，其被布置在多个电极221和225中的至少一个上；以及透明窗口261，其被布置在腔体111内。
发光器件103可以包括在紫外波长到可视波长范围内的可选峰值波长。发光器件103可以发射具有例如UV-C波长的光，UV-C波长是在200nm至290nm的范围中的紫外波长。
主体210包括诸如陶瓷材料的绝缘材料。陶瓷材料包括被共烧的低温共烧陶瓷(LTCC)或高温共烧陶瓷(HTCC)。主体210的材料可以是例如AlN，并且可以由具有140W/mK或者更多的导热率的金属氮化物形成。
主体210的上边缘包括阶梯结构215。阶梯结构215是比主体210的上表面低的区域，并且被布置在腔体211的上周缘上。阶梯结构215的深度是从主体210的上表面开始的深度，并且可以被形成为比透明窗口261的厚度更深，但不限于此。
腔体211是主体210的上部区域的一部分被打开的区域，并且可以被形成为离主体210的上表面具有预定深度。
主体210中的腔体211以及电极221和225可以被电连接到被布置在主体210的下表面上的电极焊盘241和245。电极221和225以及电极焊盘241和245的材料可以选择性地包括诸如铂(Pt)、钛(Ti)、铜(Cu)、镍(Ni)、金(Au)、钽(Ta)和铝(Al)的金属。
发光器件103可以在没有单独的导线的情况下以倒装芯片的方式被安装在腔体211中的电极221和225上。发光器件103可以是根据第一和第二实施例的紫外发光二极管，并且可以是具有从200nm至290nm的波长的紫外发光器件。
透明窗口261被布置在腔体211内。透明窗口261包括诸如石英玻璃的玻璃材料。因此，透明窗口261能够被限定为能够在没有由于紫外波长而导致诸如分子之间的键断裂等损坏的情况下，透射从发光器件103发射的光的材料。
透明窗口261的外周缘被耦合到主体210的阶梯结构215。粘合层263被施加在主体210的透明窗口261和阶梯结构215之间，并且粘合层263包括树脂材料诸如硅酮或环氧树脂。
透明窗口261可以与发光器件103间隔开。能够通过透明窗口261与发光器件103间隔开来防止由于发光器件103产生的热导致的透明窗口261的膨胀。
电路板301包括多个结合焊盘304和305，并且多个结合焊盘304和305可以被电连接到布置在主体210的下表面上的焊盘241和245。
电路板301可以通过外部连接端子307和308被连接到信号线缆311和313，并且信号线缆311和313从外部供电。
防潮膜275被布置在发光器件封装201的上表面和侧表面上以及电路板301的上表面上。防潮膜275被布置在透明窗口261的上表面以及发光器件封装201的主体210的上表面和侧表面上。防潮膜275的延伸部分271从主体210的侧表面延伸到电路板301的上表面并且被布置在其上。
防湿膜275是氟树脂基材料，并且能够透射光同时不被从发光元件103发射的光破坏。防湿膜275可以使用聚氯三氟乙烯(PCTFE)、乙烯+四氟乙烯(ETFE)、氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)和全氟烷氧基(PFA)中的至少一个。
防潮膜275可以阻挡水或湿气渗透到电路板301中以及水或湿气渗透通过发光器件封装201的侧表面和上表面。防潮膜275的厚度可以被形成在0.5μm至10μm的范围中，并且当防湿膜275的厚度超过上述范围时，透光率被显著地降低，并且当防潮膜275的厚度小于上述范围时，耐湿性降低。
防潮膜275可以与外部连接端子307和308以及信号线缆311和313的结合区域间隔开。作为另一示例，防潮膜275可以覆盖外部连接端子307。在这种情况下，防湿膜275能够防止水或者湿气渗透通过外部连接端子307和30。
如在上面所图示的，实施例中描述的特征、结构、效果等被包括在至少一个实施例中并且不一定被限于仅一个实施例。此外，能够通过本发明所属领域的普通技术人员相对于另一实施例进行组合和修改来实现每个实施例中所图示的特征、结构、效果等。因此，要理解的是，与这些组合和修改相关的内容包括在本发明的范围内。
另外，如在上面所图示描述的，尽管主要描述了实施例，但是实施例仅被描述为示例并且不限制本发明，并且将会理解本发明所属领域的普通技术人员能够在不脱离本实施例的基本特征的情况下执行没有被描述为上述描述中的示例的各种修改和应用。例如，能够修改和实现实施例中具体地图示的每个部件。要理解的是，与修改和应用相关的不同被包含在所附的权利要求中限定的本发明的范围内。
工业实用性
根据实施例的发光器件能够提供用于紫外-C(UV-C)波长的器件。
实施例能够提高紫外发光器件的透射率。
这些实施例能够改进紫外发光器件的电气特性。

Claims (19)

1.一种发光器件，包括：
第一导电半导体层；
有源层，所述有源层被布置在所述第一导电半导体层上并且具有多个势垒层和多个阱层；
多个超晶格层，所述多个超晶格层被布置在所述第一导电半导体层之下；以及
第二导电半导体层，所述第二导电半导体层被布置在所述有源层上，
其中，所述多个超晶格层包括至少三个超晶格层，
其中，所述至少三个超晶格层中的每个具有至少第一层和第二层的多个配对，
其中，随着所述至少三个超晶格层之中的超晶格层变成被定位为与所述有源层相邻的超晶格层，所述超晶格层的第一层中的铝组分变小，以及
其中，所述至少三个超晶格层中的每个在所述第二层中具有相同的铝组分。
2.一种发光器件，包括：
第一导电半导体层；
有源层，所述有源层被布置在所述第一导电半导体层上并且具有多个势垒层和多个阱层；
多个超晶格层，所述多个超晶格层被布置在所述第一导电半导体层之下；以及
第二导电半导体层，所述第二导电半导体层被布置在所述有源层上，
其中，所述多个超晶格层包括至少三个超晶格层，
其中，所述至少三个超晶格层中的每个具有至少第一层和第二层的多个配对，
其中，随着所述至少三个超晶格层之中的超晶格层变成被定位为与所述有源层相邻的超晶格层，所述超晶格层的第一层和所述第二层之间的铝组分上的差异变大，以及
其中，随着所述至少三个超晶格层之中的超晶格层变成被定位为与所述有源层相邻的超晶格层，所述超晶格层的第一层的厚度变大。
3.根据权利要求1或2所述的发光器件，
其中，所述第一导电半导体层和所述多个超晶格层包括n型掺杂物，以及
其中，所述第二导电半导体层包括p型掺杂物。
4.根据权利要求1或2所述的发光器件，
其中，所述多个超晶格层包括第一超晶格层、所述第一超晶格层上的第二超晶格层、所述第二超晶格层上的第三超晶格层、以及在所述第三超晶格层和所述第一导电半导体层之间的第四超晶格层，以及
其中，所述第一超晶格层至第四超晶格层中的每个的第一层/第二层的配对包括AlGaN/AlN的配对。
5.根据权利要求4所述的发光器件，
其中，随着所述多个超晶格层之中的超晶格层的第一层是被定位为与所述第一导电半导体层相邻的第一层，所述超晶格层的第一层中的铝组分被逐渐地减小，以及
其中，所述第一导电半导体层包括n型半导体层。
6.根据权利要求4所述的发光器件，
其中，随着所述多个超晶格层之中的超晶格层的第一层是被定位为离所述第一导电半导体层较远的第一层，所述超晶格层的第一层的铝组分被逐渐地增加，以及
其中，所述第一导电半导体层包括n型半导体层。
7.根据权利要求1或2所述的发光器件，
其中，在所述多个超晶格层之中被定位为相邻的两个超晶格层中设置的第一层之间的铝组分上的差异是10％或者更多。
8.根据权利要求1或2所述的发光器件，
其中，在所述多个超晶格层之中被定位为彼此相反的两个超晶格层中设置的第一层之间的铝组分上的差异是30％或者更多。
9.根据权利要求1或2所述的发光器件，
其中，所述第一导电半导体层的铝组分具有与被定位为与所述第一导电半导体层相邻的第一层的铝组分相同的铝组分。
10.根据权利要求3所述的发光器件，
其中，与被定位为与所述第一导电半导体层相邻的超晶格层的第二层的铝组分相比，所述第一导电半导体层的铝组分具有45％或者更多的差异。
11.根据权利要求3所述的发光器件，
其中，所述第一导电半导体层的厚度具有被定位为与所述第一导电半导体层相邻的第一层的厚度的40倍或者更多的差异。
12.根据权利要求1或2所述的发光器件，进一步包括：
AlN衬底，所述AlN衬底被布置在所述多个超晶格层之下。
13.根据权利要求3所述的发光器件，进一步包括：
电子阻挡层，所述电子阻挡层被布置在所述有源层和所述第二导电半导体层之间。
14.根据权利要求11所述的发光器件，进一步包括：
在所述第二导电半导体层上的第三导电半导体层以及与所述第三导电半导体层接触的电极，
其中，所述第三导电半导体层包括p型半导体层，所述p型半导体层具有的铝组分小于所述第二导电半导体层的铝组分。
15.根据权利要求12所述的发光器件，
其中，所述第三导电半导体层的铝组分是在20％至40％的范围中并且与所述电极欧姆接触。
16.根据权利要求4所述的发光器件，
其中，所述多个超晶格层中的每个配对具有10至15对。
17.根据权利要求16所述的发光器件，
其中，所述第一超晶格层的第一层的厚度小于所述第二超晶格层至所述第四超晶格层的第一层的厚度，并且是在5nm至20nm的范围中，以及
其中，所述第一超晶格层中的第二层的厚度是在5mm至20mm的范围中。
18.根据权利要求1或2所述的发光器件，
其中，所述有源层发射UV-C波长的光。
19.一种照明单元，包括：
主体，所述主体具有腔体；
根据权利要求1或2所述的发光体，所述发光体被布置在所述腔体内；
透明窗口，所述透明窗口被布置在所述腔体内；以及
防潮膜，所述防潮膜被布置在所述透明窗口和所述主体上。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111341891A (zh) * 2020-03-09 2020-06-26 江西新正耀光学研究院有限公司 紫外led外延结构及其制备方法
CN114141921A (zh) * 2020-09-04 2022-03-04 光波株式会社 紫外线发光器件和包括其的发光器件封装件
CN115863502A (zh) * 2023-02-21 2023-03-28 江西兆驰半导体有限公司 一种led外延片、外延生长方法及led芯片

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6636459B2 (ja) 2014-05-27 2020-01-29 シランナ・ユー・ブイ・テクノロジーズ・プライベート・リミテッドＳｉｌａｎｎａ Ｕｖ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｐｔｅ Ｌｔｄ 半導体構造と超格子とを用いた高度電子デバイス
WO2018096571A1 (ja) * 2016-11-22 2018-05-31 国立研究開発法人情報通信研究機構 深紫外光を放射する半導体発光素子を備える発光モジュール
KR102608142B1 (ko) * 2016-12-26 2023-11-30 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 반도체 소자 및 이를 구비한 광원 모듈
WO2018236183A1 (ko) * 2017-06-22 2018-12-27 엘지이노텍 주식회사 반도체 소자
WO2019193487A1 (en) 2018-04-06 2019-10-10 Silanna UV Technologies Pte Ltd Semiconductor structure with chirp layer
US11984535B2 (en) * 2018-11-05 2024-05-14 Dowa Electronics Materials Co., Ltd. III-nitride semiconductor light-emitting device comprising barrier layers and well layers and method of producing the same
DE102019119991A1 (de) * 2019-07-24 2021-01-28 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer halbleiterchip
US11322647B2 (en) 2020-05-01 2022-05-03 Silanna UV Technologies Pte Ltd Buried contact layer for UV emitting device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1753196A (zh) * 2004-09-23 2006-03-29 璨圆光电股份有限公司 氮化镓多重量子井发光二极管的n型接触层结构
CN103208572A (zh) * 2012-01-13 2013-07-17 同和电子科技有限公司 Iii族氮化物外延基板以及使用该基板的深紫外发光元件
CN103236477A (zh) * 2013-04-19 2013-08-07 安徽三安光电有限公司 一种led外延结构及其制备方法
CN103782375A (zh) * 2011-07-11 2014-05-07 同和电子科技有限公司 第iii族氮化物外延基板及其制造方法
KR20140098518A (ko) * 2013-01-31 2014-08-08 엘지이노텍 주식회사 발광소자
WO2015020233A1 (ja) * 2013-08-09 2015-02-12 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体エピタキシャル基板およびｉｉｉ族窒化物半導体発光素子ならびにこれらの製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1297016C (zh) * 1997-01-09 2007-01-24 日亚化学工业株式会社 氮化物半导体元器件
US7193246B1 (en) 1998-03-12 2007-03-20 Nichia Corporation Nitride semiconductor device
KR100497890B1 (ko) * 2002-08-19 2005-06-29 엘지이노텍 주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법
JP2007067077A (ja) * 2005-08-30 2007-03-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 窒化物半導体素子およびその製造方法
JP5255759B2 (ja) 2005-11-14 2013-08-07 パロ・アルト・リサーチ・センター・インコーポレーテッド 半導体デバイス用超格子歪緩衝層
KR101438808B1 (ko) 2007-10-08 2014-09-05 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
US8742396B2 (en) 2012-01-13 2014-06-03 Dowa Electronics Materials Co., Ltd. III nitride epitaxial substrate and deep ultraviolet light emitting device using the same
KR20140020028A (ko) 2012-08-07 2014-02-18 엘지이노텍 주식회사 자외선 발광 소자 및 발광 소자 패키지
JP2013016521A (ja) * 2012-10-23 2013-01-24 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 平板型固体酸化物形燃料電池
CN203312365U (zh) * 2013-07-04 2013-11-27 京东方科技集团股份有限公司 一种led支架、led以及背光模组
KR101804493B1 (ko) * 2013-09-03 2017-12-04 센서 일렉트로닉 테크놀로지, 인크 변조 도핑을 갖는 광전자 디바이스
US9660133B2 (en) * 2013-09-23 2017-05-23 Sensor Electronic Technology, Inc. Group III nitride heterostructure for optoelectronic device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1753196A (zh) * 2004-09-23 2006-03-29 璨圆光电股份有限公司 氮化镓多重量子井发光二极管的n型接触层结构
CN103782375A (zh) * 2011-07-11 2014-05-07 同和电子科技有限公司 第iii族氮化物外延基板及其制造方法
CN103208572A (zh) * 2012-01-13 2013-07-17 同和电子科技有限公司 Iii族氮化物外延基板以及使用该基板的深紫外发光元件
KR20140098518A (ko) * 2013-01-31 2014-08-08 엘지이노텍 주식회사 발광소자
CN103236477A (zh) * 2013-04-19 2013-08-07 安徽三安光电有限公司 一种led外延结构及其制备方法
WO2015020233A1 (ja) * 2013-08-09 2015-02-12 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体エピタキシャル基板およびｉｉｉ族窒化物半導体発光素子ならびにこれらの製造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111341891A (zh) * 2020-03-09 2020-06-26 江西新正耀光学研究院有限公司 紫外led外延结构及其制备方法
CN111341891B (zh) * 2020-03-09 2021-07-09 江西新正耀光学研究院有限公司 紫外led外延结构及其制备方法
CN114141921A (zh) * 2020-09-04 2022-03-04 光波株式会社 紫外线发光器件和包括其的发光器件封装件
CN115863502A (zh) * 2023-02-21 2023-03-28 江西兆驰半导体有限公司 一种led外延片、外延生长方法及led芯片
CN115863502B (zh) * 2023-02-21 2024-03-19 江西兆驰半导体有限公司 一种led外延片、外延生长方法及led芯片

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Publication number Publication date
WO2016137220A1 (ko) 2016-09-01
CN107278333B (zh) 2020-11-20
KR102237154B1 (ko) 2021-04-07
US10381509B2 (en) 2019-08-13
US20180240936A1 (en) 2018-08-23
KR20160103687A (ko) 2016-09-02

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