发光器件的制作方法
【技术领域】
[0001]实施例涉及发光器件、制造该发光器件的方法、发光器件封装和照明系统。
【背景技术】
[0002]发光器件(LED)包括p-n结二极管，p-n结二极管具有将电能转换成光能的特性。LED可以形成为周期表的III族和V族元素的化合物半导体，并且通过调整化合物半导体的组成比例可以呈现各种颜色。
[0003]当正向电压施加到LED时，η层的电子与p层的空穴结合，并且由此释放与导电带和价电带之间的带隙能对应的能量。该能量主要以热或光的形式实现，并且LED以光的形式发出该能量。
[0004]例如，氮化物半导体呈现优异的热稳定性和宽的带隙能，并且因此已经在光学装置和高功率电子装置的领域中备受关注。特别地，采用氮化物半导体的蓝色、绿色和紫外光发出装置已经被商业化并且被广泛使用。
[0005]通过将氮化物半导体层形成在蓝宝石衬底并且将两个电极层布置在氮化物半导体层上来制造水平型LED。
[0006]普通LED具有包括InGaN量子阱和GaN量子势皇的有源结构。由于电势势皇(potential barrier)因为InGaN和GaN之间的带隙能的差异而在量子讲和量子势皇之间的边界中较低，所以注入的电子的载流子限制功能可能退化并且可能发生电子溢出现象。相应地，非辐射载流子的数目可能增加并且发光学效率可能突然减小。
[0007]同时，在出现电子溢出现象的情况下当电流密度在外延结构中逐渐增加时，发生带隙的弯曲。结果是，即使在具有相同浓度的铟(In)的InGaN量子阱中，电流溢出现象也可能更严重。
[0008]在具有低电势势皇的量子阱中产生的电子溢出现象可能减少在多个量子阱(MQW)结构中生成的光子(hv)数。
[0009]同时，除量子阱中电子限制功能的退化之外，普通LED还具有另一个问题，即载流子传输效率在MQW结构中较低。
[0010]例如，在MQW结构中，额外注入到已经充分充满载流子的量子阱中的载流子需要传输到下一个量子阱。然而，由于电流密度增加造成的带隙弯曲可能引起量子势皇过高，造成载流子传输效率的退化。
【发明内容】
[0011]技术问题
[0012]实施例提供了一种发光器件、制造该发光器件的方法、发光器件封装和照明系统，该发光器件能够增加载流子传输效率并且因此提高光学效率。
[0013]此外，实施例提供了一种发光器件、制造该发光器件的方法、发光器件封装和照明系统，该发光器件包括能够提高载流子限制效率并且因此提高光学效率的量子阱。
[0014]技术方案
[0015]根据实施例，提供了一种发光器件，该发光器件包括第一导电型半导体层、布置在第一导电型半导体层上的有源层和布置在有源层上的第二导电型半导体层，有源层包括具有11^￡&1-"(0〈1〈1)的组成的量子阱和具有1114&1-#(0<7〈1)的组成的量子势皇。有源层包括布置在第一导电型半导体层上的第一量子阱、布置在第一量子阱上的第一量子势皇、布置在第一量子势皇上的第二量子阱和布置在第二量子阱上的第二量子势皇。第一量子势皇中的铟(In)的浓度向着第二量子阱逐渐增加，并且第一量子势皇中的铟(In)的最大浓度低于第二量子阱中的铟(In)的浓度。
[0016]根据实施例，提供了一种发光器件，该发光器件包括第一导电型半导体层、布置在第一导电型半导体层上的有源层和布置在有源层上的第二导电型半导体层，有源层包括具有11^￡&1-"(0〈1〈1)的组成的量子阱和具有1114&1-#(0<7〈1)的组成的量子势皇。有源层包括布置在第一导电型半导体层上的第一量子阱、布置在第一量子阱上的第一量子势皇、布置在第一量子势皇上的第二量子阱和布置在第二量子阱上的第二量子势皇。第一量子阱和第一量子势皇之间的第一有效势皇高度大于第一量子势皇和第二量子阱之间的第二有效势皇高度。
[0017]有益效果
[0018]根据实施例，可以提供一种发光器件、制造该发光器件的方法、发光器件封装和照明系统，该发光器件能够提高载流子传输效率并且因此提高光学效率。
[0019]此外，根据实施例，可以提供一种发光器件、制造该发光器件的方法、发光器件封装和照明系统，该发光器件包括能够增加载流子限制效率并且因此提高光学效率的量子阱。
【附图说明】
[0020]图1是图示根据实施例的半导体装置的横截面视图。
[0021 ]图2是根据实施例的发光器件的带隙图。
[0022]图3是图示根据实施例的发光器件的内部量子效率的第一示例性视图。
[0023]图4是图示根据实施例的发光器件的内部量子效率的第二示例性视图。
[0024]图5是图示根据实施例的发光器件的内部量子效率的第三示例性视图。
[0025]图6至8是图示制造根据实施例的发光器件的方法的横截面视图。
[0026]图9是根据另一实施例的发光器件的横截面视图。
[0027]图10是根据实施例的发光器件封装的横截面视图。
[0028]图11是图示根据实施例的照明系统的分解透视图。
【具体实施方式】
[0029]在下文中，将参照附图描述根据实施例的发光器件、制造该发光器件的方法、发光器件封装和照明系统。
[0030]在实施例的描述中，应理解当提及层(或膜)在另一层或衬底“上”时，它可以是直接在其它层或衬底上，或者也可存在中间层。进一步地，应理解当提及层在另一层“下”时，它可以是直接在其它层下，或者也可存在一个或更多个中间层。此外，应理解当提及层在两个层“之间”时，它可以在两个层之间的唯一层，或者也可存在一个或更多个中间层。
[0031](实施例)
[0032]图1是图示根据实施例的半导体装置100的横截面视图。
[0033]根据实施例的半导体装置100可包括第一导电型半导体层11、布置在第一导电型半导体层11上的有源层12和布置在有源层12上的第二导电型半导体层13，有源层12包括量子阱12w和量子势皇12b，量子阱12w具有InxGai—XN( 0〈x〈 1)的组成，量子势皇12b具有InyGai—yN(0<y〈l)的组成。
[0034]此外，有源层12可包括多个量子阱和量子势皇。例如，有源层12可包括布置在第一导电型半导体层11上的第一量子阱12wl、布置在第一量子阱12wl上的第一量子势皇12bl、布置在第一量子势皇12bl上的第二量子阱12w2和布置在第二量子阱12w2上的第二量子势皇12b20
[0035]在实施例中，提供了发光器件、制造该发光器件的方法、发光器件封装和照明系统，在该发光器件中，通过提高载流子传输效率提高了光学效率。
[0036]此外，根据实施例，提供了发光器件、制造该发光器件的方法、发光器件封装和照明系统，在该发光器件中，通过提高载流子限制效率提高了光学效率。
[0037]图2是根据实施例的发光器件的带隙图。
[0038]在具有低电势势皇的量子阱中发生的电子溢出现象可能导致在多个量子阱MQW中生成的光子(hv)数的减少。
[0039]根据实施例，为了解决电子溢出现象，可以实施增强的量子限制带隙(EQCB)结构。
[0040]为了实施根据实施例的EQCB结构，作为实际发光层的量子阱和量子势皇具有重要作用。取决于量子阱和量子势皇之间的有效势皇高度，注入到量子阱中的载流子可以强化载流子限制功能或强化载流子传输功能，这造成所激发的光子(hv)数的增加。相应地，可以增加波/能谱中出现的发射强度和内部量子效率(IQE)。
[0041]鉴于此，根据实施例，可以通过逐渐增大量子阱12w中的铟(In)的浓度来形成可变的带隙能，或者可以通过将量子势皇12b中的铟(In)的浓度从0%逐渐增大来改变带隙能。
[0042]例如，根据实施例，第一量子势皇12bl中的铟(In)的浓度可以从0%向着第二量子阱12w2逐渐增大，并且第一量子势皇12bl中的铟(In)的最大浓度可以低于第二量子阱12w2中的铟(In)的浓度。
[0043]此外，第一量子阱12wl中的铟(In)的浓度可以向着第一量子势皇12bl逐渐增大，并且可以高于第一量子势皇12bl中的铟(In)的浓度。进一步地，第一量子阱12wl中的铟(In)的最大浓度可以是第一量子阱12wl的最小浓度的两倍或更少。
[0044]根据实施例