专利名称：一种半导体发光二极管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体发光二极管。
背景技术：
发光二极管已被用于显示、装饰、通讯等广泛的经济生活中。通过采用不同的半导体材料和结构，发光二极管能够覆盖从紫外到红外的全色范围，并使其发光效率和亮度不断提高。
发光二极管的常规结构如图一，包括一个基板(1)，第一种导电性载流子注入限制层(2)，控制发光波长的活化层(3)，第二种导电性和载流子注入限制层(4)，以及电流扩展层(5)。对于不透明的基板，为避免光被不透明的基板吸收，常在基板及第一种导电性载流子注入限制层之间，插入布拉格反射层，将辐射光反射到发光表面方向。电流扩展层采用透光性较好导电性材料，避免光的吸收，同时达到电流扩展的目的。如铝镓铟磷系列发光二极管采用磷化镓作为扩展层；氮化镓系列发光二极管采用透明金属电极作为电流扩展层。常规发光二极管室温下产生半宽约45meV的单一发光峰，其波长为从紫外到红外的全光谱范围。
对于非光谱色，如白光，通常采用多个发光二极管混色，或发光二极管与荧光粉发光混色产生。
多个发光二极管混色，采用控制每个发光二极管发光强度和发光波长的方法实现。如白光，是由红光(625nm)，兰光(470nm)和绿光(525nm)三色发光二极管，通过空间混色或多折射/反射面混色，实现一定色温的白光。用于此应用的红光发光二极管由AlGaInP形成；兰光和绿光发光二极管由AlGaInN形成。由于不同材料系统，各个发光二极管的热学、电学、及光学特性不同，因而，需要使用补偿电路来保证颜色特性，结构复杂。而且，由于发光二极管的窄光谱特性，发光二极管混色光的色还原度差，无法用于民用照明。
发光二极管与荧光粉发光混色有以下两种方式。一种是荧光发光与激发其发光的发光二极管发光混色。第二种是发光二极管激发多色荧光粉发光混色，发光二极管发光只起到激发作用，不参与混色。荧光粉发光通常应用稀土或过渡金属在晶体场中的分裂能级间的跃迁辐射产生，要求激发能量在一定范围。由于激发能量与辐射能量差别较大，能量在激发过程中损失，又称量子缺陷(quantum deficiency)，较大，发光效率受到限制。
发明内容
本发明旨在提出使发光效率和亮度更高的一种半导体发光二极管。
一种半导体发光二极管，至少包括一个第一种导电性载流子注入限制层；一个控制发光波长的活化层；一个第二种导电性和载流子注入限制层；一个光致半导体发光体。
此半导体发光二极管发光，包括活化层电致发光和半导体发光体光致发光。半导体发光体光致发光为带间跃迁辐射产生。
光致半导体发光体包括一个载流子限制层和一个发光层；发光层可以是体材料，多量子阱超晶格结构，或量子点、量子线结构；光致半导体发光体可以包括不同发光波长的多个发光层；光致半导体发光体位于出光一侧。通过外延、粘合或键合与常规发光二极管结构相结合；光致半导体发光体位于出光一侧。光致半导体发光体为粉状形式；光致半导体发光体位于出光的另一侧。通过外延、粘合或键合与常规发光二极管结构相结合。
由于本发明采用光致半导体发光与发光二极管混色产生所需要的颜色，与多个发光二极管混色相比，减少对器件热学和电学特性的差异，可简化混色工艺。更由于光致半导体发光，可以避免电致发光的热效应，简化器件封装工艺。
与发光二极管与荧光粉发光混色相比，本发明光吸收及辐射不需要通过原子局域晶体场能级进行，可以任意选择发光波长，也可对结构调整，实现较小的量子缺陷，提高量子效率。且可以通过对半导体结构的设计，达到需要的色还原度和色温。半导体结构可以达到很高的发光效率(接近100％)，且可以通过现有的生长方法取得。
本发明采用的光致半导体发光体可以是单晶或多晶体。其结构至少包括一个载流子限制层和一个发光层。发光层可以是体材料，多量子阱超晶格结构，或量子点、量子线结构。光致半导体发光体可以包括不同发光波长的多个发光层。
本发明的中心为用光致半导体发光体为混色单元。为实现光致半导体发光，必须由发光二极管参与。荧光粉发光作为除光致半导体发光体外的混色单元仍为本发明的一部分。
四
图1为发光二极管的常规结构示意图。
图2为本发明的一种实施例结构示意图。
图3为本发明的另一种实施例结构示意图。
图4为本发明的又一种实施例的结构示意图。
五具体实施例方式以下结合附图对本发明实施例作进一步说明。
图2为本发明的一种实施结构。在如图1的常规发光二极管结构6上有一层光致半导体发光体7。此光致半导体发光体可以是外延、粘合或键合在发光二极管结构上。光致半导体发光体也可以是以粉状与环氧树脂混合后涂抹到芯片上。混色可以是光致半导体发光体产生或光致半导体发光与发光二极管发光共同产生。图2结构的出光方向为光致半导体发光体一侧。
图3为本发明的另一种实施结构。与图2相似，在常规发光二极管结构6底部有一层光致半导体发光体7。此光致半导体发光体可以是粘合或键合在发光二极管结构上。混色由光致半导体发光与发光二极管发光共同产生。
图4为本发明的又一种实施结构。包括一个基板8，一层光致半导体发光体9，第一种导电性载流子注入限制层11，控制发光波长的活化层12，第二种导电性和载流子注入限制层13。整个结构由外延生长产生。混色由光致半导体发光与发光二极管发光共同产生。
在以上三种实施结构，在本发明的发光二极管上涂以荧光粉以取得需要的颜色仍为本发明的一种形式。
权利要求
1.一种半导体发光二极管，至少包括一个第一种导电性载流子注入限制层；一个控制发光波长的活化层；一个第二种导电性和载流子注入限制层；一个光致半导体发光体。此半导体发光二极管发光，包括活化层电致发光和半导体发光体光致发光。半导体发光体光致发光为带间跃迁辐射产生。
2.如权利要求1所述的半导体发光二极管，其特征是光致半导体发光体包括一个载流子限制层和一个发光层。
3.如权利要求2所述的半导体发光二极管，其特征是发光层可以是体材料，多量子阱超晶格结构，或量子点、量子线结构。
4.如权利要求2所述的半导体发光二极管，其特征是光致半导体发光体可以包括不同发光波长的多个发光层。
5.如权利要求1所述的半导体发光二极管，其特征是光致半导体发光体位于出光一侧。通过外延、粘合或键合与常规发光二极管结构相结合。
6.如权利要求1所述的半导体发光二极管，其特征是光致半导体发光体位于出光一侧。光致半导体发光体为粉状形式。
7.如权利要求1所述的半导体发光二极管，其特征是光致半导体发光体位于出光的另一侧。通过外延、粘合或键合与常规发光二极管结构相结合。
全文摘要
本发明公开了一种半导体发光二极管。在常规的半导体发光二极管上，增加半导体光致发光体，以取得多光谱色发光特性。此发明将提高全色光源设计的灵活性，有利于取得高色还原度和发光效率。
文档编号H01L33/00GK1601764SQ0313928
公开日2005年3月30日 申请日期2003年9月24日 优先权日2003年9月24日
发明者何晓光 申请人:厦门三安电子有限公司