专利名称：一种用于植物照明的led的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种LED，尤其是涉及一种用于植物照明的LED。
背景技术：
近年来，一直在研究采用人工光源进行的植物培育。特别是使用采用单色性优异，能够节能、长寿命和小型化的发光二极管(英文缩写为LED)进行的照明的栽培方法备受关注。植物照明主要包括植物生长灯和水族灯，植物生长灯在自然光照不充足的情况下进行光源的补充，主要是扮演与太阳光互补、调节农产品生长的角色。水族灯在促进水生植物生长的同时也起到照明作用方便观赏。与传统植物照明相比，LED植物照明有以下优点:节能，可以直接制造植物需要的光，产生相同流明的光子，耗电量少；高效，LED是单色光，可以贴合植物需要，制造相匹配的光波，而传统植物灯做不到；LED植物照明波长类型丰富，不仅可以调节作物开花与结实，而且还能控制株高和植物的营养成分；LED植物照明随着技术提升，系统发热少，占用空间小，可用于多层栽培立体组合系统，实现了低热负荷和生产空间小型化。
发明内容
本发明公开了一种用于植物照明的LED，其采用新的发光材料GaxIn(1_x)AsYP(1_Y)，发光效率可提升5(Γ100%，效益明显。一种用于植 物照明的LED，其特征在于:具有基板，设置在所述基板上的PN结型的发光部，所述发光部具有组成式为GaxIn(1_x)AsyP(1_γ)的应变发光层，其中X和Y是分别满足0〈Χ〈1和0〈Υ〈1的数值。在一些实施中，所述发光部具有组成式为GaxIn(1_x)AsYP(1_Y)的应变发光层,其中X和Y是分别满足0〈X〈1和0〈Y〈0.2的数值。进一步地，所述发光部具有组成式为GaxIn(1_x)AsYP(1_Y)的应变发光层，其中X和Y是分别满足0〈χ〈1和0〈Y〈0.1的数值。更进一步地，所述发光部具有组成式为GaxIn(1_x)AsYP(1_Y)的应变发光层，其中X和Y是分别满足0〈χ〈1和0〈Y ( 0.05的数值。进一步地，所述发光部还具有势垒层，与所述应变发光层形成具有2 40对的交
替叠层结构。进一步地,所述每对交替叠层结构的厚度为5 100nm。进一步地，所述势垒层的组成式为(AlxGa1JYIn(1_Y)P (其中，X和Y是分别满足
0.3彡X彡I和0〈Υ〈1的数值)。进一步地,所述基板材料选自GaAs、GaP或前述的任意组合之一。进一步地，还包括设置在所述基板与发光部之间的缓冲层。进一步地，还包括设置在所述发光部上的窗口层。
进一步地,所述窗口层的材质选用GaP。进一步地，所述窗口层的厚度是0.5 15 μ m的范围。进一步地，用于促进植物培育的光合作用的发光二极管，所述应变发光层的峰发光波长是65(T750nm的范围。进一步地，用于促进植物培育的光合作用的发光二极管，所述应变发光层的峰发光波长是70(T750nm的范围。本发明的用于植物照明的LED，在基板上设置具有组成式GaxIn(1_x)AsYP(1_Y)(其中，X和Y是分别满足0〈χ〈1和0〈Y〈1的数值)的应变发光层的发光部。通过应变发光层的材质采用GalnAsP，能够提高应变发光层的发光效率。此外，由于应变发光层的材质不含Al组分，因此有助于提升寿命稳定性。另外，通过调整前述应变发光层的组成和厚度，能够使来自应变发光层的发光波长为65(T750nm的范围。进一步地，本发明之用于植物照明的LED在发光部上设置有窗口层，该窗口层对于发光波长透明，因此不会吸收来自发光部的发光，还可以起电流扩展的作用。因而，根据本发明，能够提供能够大量生产发光波长65(T750nm范围的高输出功率和/或高效率的LED。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。图1为根据本发明实施的一种用于植物照明的LED的结构剖视图。
具体实施例方式从迄今为止的研究结果来看，作为适合于植物培养照明用的光源的发光波长，确认了波长450nm附近的蓝色光和波长60(T750nm区域的红色光的效果。传统用于植物照明产品的发光层材料采用AlGaAsP或AlGaAs，然而由AlGaAsP或AlGaAs构成的发光层的LED，其发光输出功率偏低。为了推进植物培育用的照明LED光源实用化，从节能和成本方面考虑，因此有必要开发能够实现高输出功率化和/或高效率化的 LED。下面各实施例提出了一种适合植物照明用的波段为65(T750nm的LED，其具有高输出功率、良好的产品寿命稳定性。GaInP发光波长在640nm附近，GaAs发光波长在850nm附近，下面各实施例通过在发光层GaInP材料基础上掺杂As的同时调整应变发光层材料的厚度及应变量，从而开发出适合波长65(T750nm区域植物照明产品生长的一种新外延结构构成的发光二极管。下面结合附图和实施例对本发明的实施作详细说明。实施例1如图1所不，一种发光二极管，包括:基板11,分为第一表面和第二表面；发光部，由从下至上依次为缓冲层12、第一限制层13、发光层14和第二限制层15的半导体材料层堆叠而成，形成于基板11的第一表面之上；窗口层16,形成于所述发光部第二限制层15的局部区域之上；第二电极17,形成于窗口层16之上；第二电极18,形成于基板11的第二表面之上。在本器件结构中，基板11的材料可以选自GaAs、GaP或前述的任意组合之一。缓冲层12具有缓和用于外延生长的基板的晶格缺陷的作用，但其并非器件必选的膜层。发光部包括应变发光层与势垒层交替的叠层结构，包含2对以上，优选为2-40对，每对交替叠层结构的厚度为^lOOnm范围，但不局限此于，采用多对交替的叠层结构可以有效提升器件的饱和电流。在本实施例中，应变发光层与势垒层交替的叠层结构的对数为6对,每对交替叠层结构的厚度选取40nm,总厚度为240nm。应变发光层材料选用不含Al的GaInAsP,其具有组成式为GaxIn(1_x)AsYP(1_Y)，其中，X和Y是分别满足0〈χ〈1和0〈Y〈1的数值。进一步地，为了更好地将发光层的峰值波控制在650-750nm，上述Y优选为0〈Y〈0.2的范围，在本实施例中X取值为0.5，Y取值为0.01。势垒层材料选用AlGaInP,其组成式为(AlxGa1-x)yIn(1_Y)P，其中，X和Y是分别满足
0.3≤X≤1和0〈Υ〈1的数值，在本实施例中，X取值为0.5，Y取值为0.5。窗口层的材质选用GaP，厚度是0.5 15 μ m的范围，其具有电流扩展的作用，但其也并非器件必选的膜层，可以根据工艺参数的需要加以选择。将评价尺寸为42X42mil大功率的四元系发光二极管器件结构的光电特性列于表I。如表I所示，在第一电极和第二电极通电后流过电流的结果，发射出了峰波长平均值为685.6nm的红色光，正向流过350毫安(mA)电流时的正向电压平均值为2.25V，输出功率为 250.3mW。表权利要求
1.一种用于植物照明的LED，其特征在于:具有基板，设置在所述基板上的PN结型的发光部，所述发光部具有组成式为GaxIn(1_x)AsyP(1_γ)的应变发光层，其中X和Y是分别满足0〈Χ〈1和0〈Υ〈1的数值。
2.根据权利要求1所述的一种用于植物照明的LED，其特征在于:0〈Y〈0.2。
3.根据权利要求1所述的一种用于植物照明的LED，其特征在于:0〈Y〈0.1。
4.根据权利要求1所述的一种用于植物照明的LED，其特征在于:0〈Y( 0.05。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种用于植物照明的LED，其特征在于:所述发光部还具有势垒层，与所述应变发光层形成具有2 40对的交替叠层结构。
6.根据权利要求5所述的一种用于植物照明的LED，其特征在于:所述每对交替叠层结构的厚度为5 1OOnm。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种用于植物照明的LED，其特征在于:所述势垒层的组成式为(AlxGa1J YIn(1_Y)P，其中X和Y是分别满足0.3彡X彡I和0〈Υ〈1的数值。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种用于植物照明的LED，其特征在于:还包括设置在所述发光部之上的GaP窗口层。
9.根据权利要求1或2所述的一种用于植物照明的LED，其特征在于:所述应变发光层的峰发光波长是650~750nm的范围。
10.根据权利要求1或2所述的一种用于植物照明的LED，其特征在于:所述应变发光层的峰发光波长是700~750nm的范围。
全文摘要
本发明公开了一种用于植物照明的LED，其特征在于具有基板，设置在所述基板上的PN结型的发光部，所述发光部具有组成式为GaXIn(1-X)AsYP(1-Y)的应变发光层，其中X和Y是分别满足0<X<1和0<Y<1的数值。所述发光部还具有势垒层，与所述应变发光层形成具有2～40对的交替叠层结构。该结构采用新的发光材料GaXIn(1-X)AsYP(1-Y)，发光效率可提升50~100%，效益明显。
文档编号H01L33/30GK103137818SQ20131007262
公开日2013年6月5日 申请日期2013年3月7日 优先权日2013年3月7日
发明者林鸿亮, 吴超瑜, 黃苡叡, 吴俊毅, 陶青山 申请人:天津三安光电有限公司