TWI484659B - 具有高效率波長轉換之發光裝置及其形成方法 - Google Patents

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Description

具有高效率波長轉換之發光裝置及其形成之方法
本發明係關於具有高效率波長轉換之發光裝置及其相關方法。
發光二極體(「LED」)及其他類型之發光裝置廣泛用於電子裝置內之背景照明及用於招牌、室內照明、室外照明及其他類型之一般照明。此等發光裝置通常僅以一種中心波長進行發射且因此不產生白色光。一種用於藉助LED仿真白色光之習用技術包含在一LED晶粒上沈積一磷光體。圖1A展示具有承載一LED晶粒4及一磷光體6兩者之一支撐件2之一習用發光裝置10。如圖1B中所展示，一個實例性LED晶粒4可包含一基板12、一N型氮化鎵(GaN)材料14、GaN/氮化銦鎵(InGaN)多量子井(「MQW」)16、一P型GaN材料18、一第一觸點20及一第二觸點22。
參照圖1A及圖1B兩者，在操作中，在第一觸點20與第二觸點22之間施加一電壓。回應於該所施加之電壓，LED晶粒4之MQW 16產生一第一發射(例如，一藍色光)。磷光體6吸收該第一發射之一部分且將其「轉換」成一第二發射(例如，一黃色光)。若經適當地匹配，則該第一發射與該第二發射之組合可對人眼顯現為白色。如下文更詳細論述，使用磷光體來「轉換」該第一發射具有某些缺陷。
下文闡述具有半導體轉換材料之發光裝置及其相關製造 方法之各項實施例。如下文中所使用，術語「發光裝置」一般係指LED、雷射二極體、及/或除電燈絲、一電漿或一氣體外之其他適合照明源。熟習相關技術者亦將理解，本技術可具有額外實施例，且可在沒有下文參照圖2A至圖6所闡述之實施例之細節之情形下實踐本技術。
圖2A係根據本技術之實施例具有一半導體轉換材料之一發光裝置100之一示意性剖面圖。如圖2A中所展示，發光裝置100可包含一基板材料112、一選用緩衝材料113、一第一半導體材料114、一作用區域116、一第二半導體材料118及一半導體轉換材料120。即使出於圖解說明之目的僅在圖2A中展示了一種半導體轉換材料120，在其他實施例中，發光裝置100亦可包含具有不同發射中心波長及/或其他特性之兩種、三種、四種或任何其他適合數目種轉換材料(未展示)。在另一些實施例中，發光裝置100可包含電觸點(例如，金觸點及/或透明導電觸點)、一反射材料(例如，一銀膜)、一載體材料(例如，一陶瓷基板)、一光學組件(例如，一準直儀)及/或其他適合組件。
在某些實施例中，可在基板材料112上生長第一半導體材料114。舉例而言，基板材料112可包含其至少一部分具有Si(1,1,1)晶體定向之矽(Si)、具有其他晶體定向(例如，Si(1,0,0))之矽、砷化鎵(GaAs)、AlGaN、GaN、碳化矽(SiC)、藍寶石(Al2 O3 )、氧化鋅(ZnO2 )、前述材料之一組合及/或其他適合基板材料或工程基板。在所圖解說明之實施例中，基板材料112具有接近於選用緩衝材料113之一大 體上平坦表面111。在其他實施例中，基板材料112亦可包含一非平坦表面(例如，具有未展示之開口、通道、紋理及/或其他表面特徵)。在其他實施例中，可在一不同基板上生長第一半導體材料114且然後將其接合或以其他方式附著至基板材料112。在此等實施例中，基板材料112可由一介電、導電或半導電材料製成。
如圖2A中所展示，發光裝置100包含選用緩衝材料113，選用緩衝材料113可經組態以促進在基板材料112上形成第一半導體材料114及第二半導體材料118以及作用區域116。選用緩衝材料113可包含氮化鋁(AlN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化鋅(ZnN)、GaN及/或其他適合材料中之至少一者。在其他實施例中，可省略選用緩衝材料113，且第一半導體材料114可直接形成於基板材料112之表面111上。在又一些實施例中，除選用緩衝材料113外或代替選用緩衝材料113，亦可在基板材料112上形成其他中間材料(例如，氧化鋅(ZnO2 ))。
第一半導體材料114及第二半導體材料118可經組態為用於作用區域116之包覆結構。在某些實施例中，第一半導體材料114可包含一N型GaN材料(例如，摻雜有矽(Si))，且第二半導體材料118可包含一P型GaN材料(例如，摻雜有鎂(Mg))。在其他實施例中，第一半導體材料114可包含一P型GaN材料，且第二半導體材料118可包含一N型GaN材料。在另一些實施例中，第一半導體材料114及第二半導體材料118可包含AlGaN、砷化鋁鎵(AlGaAs)、磷砷化鎵 (GaAsP)、磷化鎵(III)(GaP)、硒化鋅(ZnSe)、氮化硼(BN)及/或其他適合半導體材料。
作用區域116可包含一單量子井(「SQW」)、MQW及/或經組態以經由電致發光產生一第一發射之一塊體半導體材料。如下文所使用，一「塊體半導體材料」一般係指具有大於大約10奈米且最多達大約500奈米之一厚度之一單晶粒半導體材料(例如，InGaN)。在某些實施例中，作用區域116可包含一InGaN SQW、InGaN/GaN MQW及/或一InGaN塊體材料。在其他實施例中，作用區域116可包含磷化鋁鎵銦((AlInGaP)、氮化鋁鎵銦(AlGaInN)及/或其他適合材料或組態。在前述實施例中之任一者中，可經由金屬有機化學汽相沈積(「MOCVD」)、分子束磊晶(「MBE」)、液相磊晶(「LPE」)、混合汽相磊晶(「HVPE」)及/或其他適合磊晶生長技術在生長基板112上形成第一半導體材料114、作用區域116、第二半導體材料118及選用緩衝材料113。
半導體轉換材料120可經組態以經由光致發光將第一發射之至少一部分「轉換」成一第二發射。在一項實施例中，半導體轉換材料120可包含具有經由摻雜、離子植入及/或其他適合技術形成之一或多種N型摻雜劑之一大體上同質塊體材料(例如，AlInGaP)，如下文參照圖2B更詳細地闡述。N型摻雜劑可包含IV族元素(例如，矽(Si)、鍺(Ge)及錫(Sn))中之至少一者及/或其他適合組合物。
在其他實施例中，半導體轉換材料120可包含個別地具 有一厚度及/或一選擇帶隙能量之複數種磊晶材料。該等磊晶材料中之至少一者可經組態以高效率地吸收一第一波長之第一發射之一部分。至少另一者可經組態以高效率地產生以長於該第一波長之一第二波長之第二發射。下文參照圖2C更詳細地闡述此一半導體轉換材料120之一項實例。在另一些實施例中，半導體轉換材料120可包含有具有梯度摻雜劑濃度之一或多種N型摻雜劑之一塊體材料(例如，AlInGaP)，如下文參照圖2D更詳細地闡述。在又一些實施例中，半導體轉換材料120可包含前述結構及/或組合物之一組合。
在操作中，施加一電壓且一電流(未展示)流過第一半導體材料114、作用區域116及第二半導體材料118。回應於所施加之電壓及所得電流，作用區域116產生具有一第一中心波長(例如，450 nm)之第一發射(例如，一藍色光)。該第一發射通過第二半導體材料118以到達半導體轉換材料120，如由箭頭124大體上表示之一發射方向所指示。
在一項實施例中，第一發射之一第一部分然後通過半導體轉換材料120到達一外部環境。半導體轉換材料120吸收第一發射之一第二部分且發射具有一第二中心波長(例如，在550 nm至590 nm範圍內)之第二發射(例如，一綠色-黃色光)。然後將具有某些所期望特性之經組合之第一及第二發射(例如，對人眼顯現為白色或其他色彩)發射至外部環境。在另一實例中，半導體轉換材料120可大體上完全吸收第一發射且經由光致發光發射具有第二中心波長之 第二發射至外部環境。在此情況下，第一發射之第一部分可具有約零之強度。
在某些實施例中，可藉由調整半導體轉換材料120之一厚度來控制第一發射之第一部分與第二部分之間的比率。舉例而言，若半導體轉換材料120之厚度自一第一厚度增加至一第二厚度，則可吸收更多的第一發射。因此，第二發射之強度增加，且第一發射之強度減小。在其他實施例中，可藉由調整半導體轉換材料120之一透明度、一光散射特性及/或其他性質來控制第一發射之第一部分與第二部分之間的比率。
圖2B至圖2D係根據本技術之半導體轉換材料120之實施例之示意性剖面圖。圖2B中所展示之半導體轉換材料120之實施例包含具有一N型摻雜劑123之單一磊晶材料121。圖2C展示一不同實施例，其中半導體轉換材料120包含複數種磊晶材料121(例如，分別為第一磊晶材料121a、第二磊晶材料121b及第三磊晶材料121c)。磊晶材料121可個別地含有具有一選擇組合物及/或濃度之一N型摻雜劑。因此，第一磊晶材料121a、第二磊晶材料121b及第三磊晶材料121c可個別地具有不同於其他材料之一特定帶隙能量。在另一些實施例中，如圖2D中所展示，半導體轉換材料120可包含單一磊晶材料121，其含有具有相對於發射方向124之梯度摻雜濃度(如陰影所表示)之一N型摻雜劑。
已認識到，適合於形成半導體轉換材料120之一個材料系統係與一GaAs(生長基板)晶格系統匹配之一AlInGaP。 發明人亦認識到，原生(亦即，未經摻雜)AlInGaP晶格系統在某些條件下及在小於大約600 nm之某些波長範圍內可具有低輻射復合效率。如下文參照圖3A至圖3C更詳細地闡釋，可藉由用一N型摻雜劑摻雜AlInGaP晶格系統來改良此低輻射復合。
圖3A至圖3C係根據本技術之實施例具有不同組合物之一AlInGaP晶格系統之能量對晶體動量(k向量)圖。即使使用該AlInGaP晶格系統作為一實例來圖解說明本技術之各項實施例，熟習此項技術者亦將理解此摻雜方案亦可應用於具有類似帶隙性質之其他適合材料系統。
在不受限於理論之情形下，據信AlInGaP晶格系統可基於該AlInGaP晶格系統中鋁(Al)之一濃度而具有一直接帶隙能量與一間接帶隙能量之間的不同關係。如本文中所使用，一「直接帶隙」一般係指其中價帶中之最大能態具有與導帶中之最小能態相同之晶體動量(k向量)之一帶隙。一「間接帶隙」一般係指其中價帶中之最大能態具有不同於導帶中之最小能態之晶體動量(k向量)之一晶體動量(k向量)之一帶隙。
舉例而言，如圖3A至圖3C中所展示，該AlInGaP晶格系統可包含彼此間隔開之一導帶130及一價帶132。導帶130包含沿著k向量軸之一第一最小能態131a及一第二最小能態131b。價帶132包含具有與導帶130之第一最小能態131a相同之k向量之一最大能態133。因此，第一最小能態131a與最大能態133形成具有一直接能隙Eg_direct 之一直接帶隙 134a。第二最小能態131b與最大能態133形成具有一間接能隙Eg_indirect 之一間接帶隙134b。
在不受限於理論之情形下，據信在AlInGaP晶格系統中之鋁(Al)濃度改變時，直接能隙Eg_direct 與間接能隙Eg_indirect 之間的關係亦改變。舉例而言，如圖3A中所展示，在一第一鋁濃度下，直接能隙Eg_direct 小於間接能隙Eg_indirect 。如圖3B中所展示，在不同於第一鋁濃度之一第二鋁濃度下，直接能隙Eg_direct 大體上等於間接能隙Eg_indirect 。如圖3C中所展示，在不同於第一及第二鋁濃度兩者之一第三鋁濃度下，直接能隙Eg_direct 大於間接能隙Eg_indirect 。
直接能隙Eg_direct 與間接能隙Eg_indirect 之間的關係之變化可影響AlInGaP晶格系統中之一輻射復合率。圖4A及圖4B分別係根據本技術之實施例圖3C中之AlInGaP晶格系統在未經摻雜及經摻雜時的電荷載子密度對晶體動量圖。參照圖4A，當AlInGaP晶格系統未經摻雜時，若形成(例如，經由光致發光)一非平衡電荷載子(亦即，電子及電洞)群體且允許其在導帶130及價帶132內熱等化而不復合，則據信該等電荷載子具有k向量之一分佈。此展示第一最小能態131a中之電子之一第一數目比第二最小能態131b中之電子之一第二數目小得多，此至少部分地係因直接能隙Eg_direct 高於間接能隙Eg_indirect 。亦據信，一輻射復合率與直接帶隙134a中之電子密度與電洞密度之一乘積大體上成比例。因此，當AlInGaP晶格系統未經摻雜時，輻射復合率可係 低的，此乃因對應直接帶隙134a之電子密度係低的。
參照圖4B，發明人已發現可藉由用一N型摻雜劑摻雜AlInGaP晶格系統來改良未經摻雜AlInGaP晶格系統中之低輻射復合率。與圖1A中所展示之未經摻雜AlInGaP晶格系統相比，用一N型摻雜劑摻雜AlInGaP晶格系統可增加第一最小能態131a中之電子密度。因此，可增加直接帶隙134a中之輻射復合率。圖4B亦展示當與未經摻雜AlInGaP晶格系統相比時亦增加第二最小能態131b中之電子密度。然而，據信跨越間接帶隙134b之非輻射復合具有對電子密度之一較弱相依性，此乃因此一程序係聲子及/或錯位輔助的。因此，當與未經摻雜AlInGaP晶格系統相比時，可增加跨越直接帶隙134a之輻射率。
另外，據信跨越直接帶隙134a之復合係更高效率於跨越間接帶隙134b之輻射復合。因此，隨著經由跨越直接帶隙134a之輻射復合而使第一最小能態131a中之電子密度空乏，可經由熱等化及/或其他適合機制將第二最小能態131b中之電子轉移至第一最小能態131a。因此，可進一步改良AlInGaP晶格系統中之輻射復合。
圖5係圖解說明根據本技術之實施例用於形成圖2A中之發光裝置100之實施例之一方法200之一流程圖。在一項實施例中，方法200包含判定一直接帶隙與一間接帶隙之間的一能量關係(方塊202)。直接帶隙可具有小於、等於或大於間接帶隙之能量值之一能量值。
方法200進一步包含判定直接帶隙是否具有低於間接帶 隙之能量值之一能量值(方塊204)。若直接帶隙具有小於間接帶隙之能量值之一能量值，則程序繼續進行至形成半導體轉換材料(方塊208)。在一項實施例中，可經由MOCVD、MBE、LPE、HVPE及/或其他適合磊晶生長技術形成該半導體轉換材料。在其他實施例中，可經由接合(例如，藉助或不藉助一黏合劑)、機械緊固及/或其他適合技術形成該半導體轉換材料。
若直接帶隙不具有小於間接帶隙之能量值之一能量值，則該程序繼續進行至經由離子植入及/或其他適合技術用一N型摻雜劑摻雜半導體轉換材料(方塊206)。在一項實施例中，摻雜該半導體轉換材料包含判定該N型摻雜劑之一濃度。在不受限於理論之情形下，預期較高之N型摻雜劑濃度產生跨越直接帶隙較高之輻射復合率。然而，引入一高位準之N型摻雜劑可不利地影響半導體轉換材料之晶體品質。舉例而言，高N型摻雜劑濃度可導致半導體轉換材料中之固相沈澱及/或其他缺陷。因此，據信N型摻雜劑不可具有高於一臨限值之一濃度。N型摻雜劑之實例性範圍可包含大約1018 /cm2 至大約1019 /cm2 。在用N型摻雜劑摻雜之後，該程序繼續進行至形成半導體轉換材料(方塊208)。
可將上文參照圖2B至圖2D論述之半導體轉換材料120之實施例併入於各種發光封裝中。舉例而言，圖6係根據本技術之實施例併入有圖2B至圖2D之半導體轉換材料之一發光封裝300之一示意性剖面圖。如圖6中所展示，發光封裝300可包含一外殼302、一支撐件304、由支撐件304承載 之一LED晶粒308、藉助一選用透明黏合劑310附著至LED晶粒308之一半導體轉換材料120及外殼302中之一磷光體312。在某些實施例中，選用透明黏合劑310可包含聚醯胺、氧化矽(SiO2 )及/或其他適合黏合劑材料。在其他實施例中，可省略選用透明黏合劑310，且可將半導體轉換材料120直接附著至LED晶粒308(例如，形成於LED晶粒308上)。
LED晶粒308可具有大體上類似於圖1B中所展示之LED晶粒4之一組態。舉例而言，LED晶粒308可包含串聯佈置之一第一半導體材料314、一作用區域316及一第二半導體材料318。LED晶粒308亦可包含分別電耦合至第一半導體材料314及第二半導體材料318之一第一觸點324及一第二觸點326。
磷光體312可具有在刺激下以一所期望之波長進行發射之一組合物。舉例而言，在一項實施例中，磷光體312可包含處於一特定濃度之摻雜有鈰(III)之釔鋁石榴石(「YAG」)。此一轉換材料104可在光致發光下發射自綠色至黃色及至紅色之一廣泛範圍之色彩。在其他實施例中，磷光體312可包含摻雜有釹之YAG、釹-鉻雙摻雜之YAG、摻雜有鉺之YAG、摻雜有鐿之YAG、釹-鈰雙摻雜之YAG、鈥-鉻-銩三摻雜之YAG、摻雜有銩之YAG、摻雜有鉻(IV)之YAG、摻雜有鏑之YAG、摻雜有釤之YAG、摻雜有鋱之YAG及/或其他適合磷光體組合物。在又一些實施例中，磷光體312可包含銪磷光體(例如，CaS：Eu、CaAlSiN3 ： Eu、Sr2 Si5 N8 ：Eu、SrS：Eu、Ba2 Si5 N8 ：Eu、Sr2 SiO4 ：Eu、SrSi2 N2 O2 ：Eu、SrGa2 S4 ：Eu、SrAl2 O4 ：Eu、Ba2 SiO4 ：Eu、Sr4 Al14 O25 ：Eu、SrSiAl2 O3 N：Eu、BaMgAl10 O17 ：Eu、Sr2 P2 O7 ：Eu、BaSO4 ：Eu及/或SrB4 O7 ：Eu)。
在操作中，經由第一觸點324及第二觸點326施加至LED晶粒308之一電壓產生一第一發射(例如，一藍色光)。如上文所論述，半導體轉換材料120可吸收第一發射之至少一部分且產生一不同中心波長之一第二發射(例如，一紅色光)。然後，磷光體312可吸收剩餘第一發射之一部分且產生又一不同中心波長之一第三發射(例如，一黃色光)。然後將第一、第二與第三發射之組合自發光封裝300發射至一外部環境。
在發光封裝300中，LED晶粒308、半導體轉換材料120及磷光體312之發射特性中之至少一者可經調整以達成一目標現色性指數(「CRI」)。因此，可在不使用一種以上磷光體或使用一個以上LED晶粒之情形下產生具有高CRI(例如，大於大約85)之一暖白色光。
依據前文所述，將瞭解，本文已出於說明性目的闡述了本技術之特定實施例，但可在不背離本發明之情形下做出各種修改。另外，除其他實施例之元件外或代替其他實施例之元件，一項實施例之諸多元件亦可與其他實施例組合。因此，本發明不受除隨附申請專利範圍外的限制。
2‧‧‧支撐件
4‧‧‧發光二極體晶粒
6‧‧‧磷光體
10‧‧‧習用發光裝置
12‧‧‧基板
14‧‧‧N型氮化鎵(GaN)材料
16‧‧‧GaN/氮化銦鎵(InGaN)多量子井/多量子井
18‧‧‧P型GaN材料
20‧‧‧第一觸點
22‧‧‧第二觸點
100‧‧‧發光裝置
111‧‧‧平坦表面/表面
112‧‧‧基板材料
113‧‧‧選用緩衝材料
114‧‧‧第一半導體材料
116‧‧‧作用區域
118‧‧‧第二半導體材料
120‧‧‧半導體轉換材料
121‧‧‧單一磊晶材料/磊晶材料
121a‧‧‧第一磊晶材料
121b‧‧‧第二磊晶材料
121c‧‧‧第三磊晶材料
123‧‧‧N型摻雜劑
124‧‧‧箭頭/發射方向
130‧‧‧導帶
131a‧‧‧第一最小能態
131b‧‧‧第二最小能態
132‧‧‧價帶
133‧‧‧最大能態
134a‧‧‧直接帶隙
134b‧‧‧間接帶隙
300‧‧‧發光封裝
302‧‧‧外殼
304‧‧‧支撐件
308‧‧‧發光二極體晶粒
310‧‧‧選用透明黏合劑
312‧‧‧磷光體
314‧‧‧第一半導體材料
316‧‧‧作用區域
318‧‧‧第二半導體材料
324‧‧‧第一觸點
326‧‧‧第二觸點
圖1A係根據先前技術之一發光裝置之一示意性剖面圖。
圖1B係根據先前技術之一LED晶粒之一示意性剖面圖。
圖2A係根據本技術之實施例具有一半導體轉換材料之一發光裝置之一示意性剖面圖。
圖2B至圖2D係根據本技術之額外實施例之圖2A之發光裝置中之一半導體轉換材料之一示意性剖面圖。
圖3A至圖3C係根據本技術之實施例具有不同組合物之一AlInGaP晶格系統之能量對晶體動量(k向量)圖。
圖4A及圖4B分別係根據本技術之實施例未經摻雜及經摻雜的圖3C中之AlInGaP晶格系統之電荷載子密度對晶體動量圖。
圖5係圖解說明根據本技術之實施例用於形成圖2A之發光裝置之實施例之一方法之一流程圖。
圖6係根據本技術之實施例併入有圖2B至圖2D之半導體轉換材料之一發光封裝之一示意性剖面圖。
100‧‧‧發光裝置
111‧‧‧平坦表面/表面
112‧‧‧基板材料
113‧‧‧選用緩衝材料
114‧‧‧第一半導體材料
116‧‧‧作用區域
118‧‧‧第二半導體材料
120‧‧‧半導體轉換材料
124‧‧‧箭頭/發射方向

Claims (19)

  1. 一種發光裝置，其包括：一第一半導體材料；一第二半導體材料，其與該第一半導體材料間隔開；一作用區域，其介於該第一半導體材料與該第二半導體材料之間，該作用區域經組態以經由電致發光產生一光；及一轉換材料，其在該第二半導體材料上，該轉換材料含有具有一直接帶隙能量及等於或低於該直接帶隙能量之一間接帶隙能量之磷化鋁鎵銦(AlInGaP)，其中該轉換材料摻雜有一N型摻雜劑。
  2. 如請求項1之發光裝置，其中該轉換材料包含摻雜有矽(Si)、鍺(Ge)、錫(Sn)、磷(P)、砷(As)及銻(Sb)中之至少一者之一單個AlInGaP層。
  3. 如請求項1之發光裝置，其中該轉換材料包含摻雜有矽(Si)、鍺(Ge)、錫(Sn)、磷(P)、砷(As)及銻(Sb)中之至少一者之複數個AlInGaP層，且其中該等個別AlInGaP層具有不同於其他AlInGaP層之一摻雜劑濃度。
  4. 如請求項1之發光裝置，其中：該發光裝置具有一發射方向；該轉換材料包含摻雜有矽(Si)、鍺(Ge)、錫(Sn)、磷(P)、砷(As)及銻(Sb)中之至少一者之一單個AlInGaP層；且該單個AlInGaP層具有沿著該發射方向連續變化之一 摻雜劑濃度。
  5. 一種發光封裝，其包括：一外殼，其具有一支撐件；一發光二極體(LED)晶粒，其由該支撐件承載，該LED晶粒具有經組態以經由電致發光產生一發射之一作用區域；一轉換材料，其在該LED晶粒上，該轉換材料含有具有一直接帶隙能量及不高於該直接帶隙能量之一間接帶隙能量之磷化鋁鎵銦(AlInGaP)，其中該轉換材料摻雜有一N型摻雜劑；及一磷光體，其將該LED晶粒及該轉換材料囊封於該外殼中。
  6. 如請求項5之發光封裝，其中：該LED晶粒經組態以產生具有一第一波長之一第一發射；該轉換材料經組態以吸收該第一發射之至少一部分且產生具有長於該第一波長之一第二波長之一第二發射；且該磷光體經組態以吸收該第一發射及該第二發射之至少一部分且產生具有不同於該第一波長及該第二波長兩者之一第三波長之一第三發射。
  7. 如請求項5之發光封裝，其中：該LED晶粒經組態以產生一藍色光；該轉換材料經組態以吸收該藍色光之至少一部分且產 生一紅色光；且該磷光體經組態以吸收該藍色光及該紅色光之至少一部分且產生一黃色光。
  8. 如請求項5之發光封裝，其中該轉換材料包含摻雜有矽(Si)、鍺(Ge)、錫(Sn)、磷(P)、砷(As)及銻(Sb)中之至少一者之一單個AlInGaP層。
  9. 如請求項5之發光封裝，其中該轉換材料包含摻雜有矽(Si)、鍺(Ge)、錫(Sn)、磷(P)、砷(As)及銻(Sb)中之至少一者之複數個AlInGaP層，且其中該等個別AlInGaP層具有不同於其他AlInGaP層之一摻雜劑濃度。
  10. 如請求項5之發光封裝，其中：該發光封裝具有一發射方向；該轉換材料包含摻雜有矽(Si)、鍺(Ge)、錫(Sn)、磷(P)、砷(As)及銻(Sb)中之至少一者之一單個AlInGaP層；且該單個AlInGaP層具有沿著該發射方向連續變化之一摻雜劑濃度。
  11. 一種形成一發光裝置之方法，其包括：在一基板材料上形成一第一半導體材料、一第二半導體材料及介於該第一半導體材料與該第二半導體材料之間的一作用區域，該作用區域經組態以產生一第一發射；及在該第二半導體材料上形成一轉換材料，該轉換材料經組態以吸收該第一發射之至少一部分且經由光致發光 產生一第二發射；判定該轉換材料是否具有高於一間接帶隙能量之一直接帶隙能量；及若該直接帶隙能量高於該間接帶隙能量，則用一N型摻雜劑摻雜該轉換材料。
  12. 如請求項11之方法，其進一步包括調整該轉換材料之一厚度以使得該第一發射由該轉換材料實質上吸收。
  13. 如請求項11之方法，其中摻雜該轉換材料包含用矽(Si)、鍺(Ge)、錫(Sn)、磷(P)、砷(As)及銻(Sb)中之至少一者摻雜該轉換材料。
  14. 如請求項11之方法，其中：該轉換材料具有對應於該直接帶隙能量之一最小能態；且摻雜該轉換材料包含增加導帶中之對應於該直接帶隙能量之該最小能態中之一電子密度。
  15. 如請求項11之方法，其中：該轉換材料具有對應於該直接帶隙能量之一第一最小能態及對應於該間接帶隙能量之一第二最小能態；且摻雜該轉換材料包含增加該導帶中之該第一最小能態及該第二最小能態兩者中之一電子密度。
  16. 一種形成一發光裝置之方法，其包括：在一基板材料上形成一第一半導體材料、一第二半導體材料及介於該第一半導體材料與該第二半導體材料之間的一作用區域，該作用區域經組態以產生一第一發 射；在該第二半導體材料上形成一轉換材料，該轉換材料經組態以吸收該第一發射之至少一部分且經由光致發光產生一第二發射；及用處於一濃度之一N型摻雜劑摻雜該轉換材料，該濃度增加跨越該經摻雜轉換材料之一直接帶隙之一輻射復合率。
  17. 如請求項16之方法，其中該N型摻雜劑濃度係大約1018 /cm2 至大約1019 /cm2 。
  18. 如請求項16之方法，其中該N型摻雜劑濃度在該轉換材料內變化。
  19. 如請求項16之方法，其中：該N型摻雜劑濃度係大約1018 /cm2 至大約1019 /cm2 ；且該轉換材料係磷化鋁鎵銦。
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