专利名称：多量子阱结构、发光二极管和发光二极管封装件的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体发光领域，特别是涉及一种多量子阱结构、发光二极管以及发 光二极管封装件。
背景技术：
发光二极管(LED，Light Emitting Diode)由于具有寿命长、耗能低等优点，应用 于各种领域，尤其随着其照明性能指标日益大幅提高，LED在照明领域常用作发光装置。其 中，以氮化镓(GaN)为代表的III-V族化合物半导体由于具有带隙宽、发光效率高、电子饱 和漂移速度高、化学性质稳定等特点，在高亮度蓝光发光二极管、蓝光激光器等光电子器件 领域有着巨大的应用潜力，引起了人们的广泛关注。研究人员最近取得铟氮化镓基蓝色发光二极管电光转换效率在60%左右，然而， 由电子和空穴载流子复合产生光的内量子效率仍然较低。更糟的是，内量子效率通常在电 流密度大大低于工作电流时达到峰值，并伴随着电流的增大而单调降低。这种现象通常称 为“下垂(droop)”。为达到铟氮化镓基LED的最高效率，理解和减少“下垂”是至关重要的。 人们已经提出各种导致这种“下垂”效应的可能机制，包括载流子逃逸，位错造成的损失以 及俄歇效应。具体请参考图1，其为现有的一种发光二极管的剖面示意图，所述发光二极管10 为L型结构的铟氮化镓基的发光二极管，所述发光二极管10为蓝宝石衬底的发光二极管。 所述发光二极管10包括蓝宝石衬底100 ；依次位于蓝宝石衬底100上的η型半导体层 120、多量子阱结构(MQW) 130和ρ型半导体层140。由于蓝宝石衬底100不导电，因此，发光 二极管还需要形成深度延伸至η型半导体层120的开口，其中，η型电极160位于所述开口 内，用于连接η型半导体层120和电源负极，ρ型电极170位于ρ型半导体层140上方，用 于连接P型半导体层140和电源正极。其中，η型半导体层120通常由n-GaN构成，ρ型半 导体层140通常由p-GaN构成。请参考图2和图3，其中，图2为图1所示的多量子阱结构的剖面示意图，图3为图 2所示的多量子阱结构的能带图。所述多量子阱结构130通常包括多个势垒层131以及被 势垒层131隔开的多个有源层132，所述有源层也被称为势阱层或活性层，所述有源层132 的导带能量和价带能量之间的能量带隙小于势垒层131的能量带隙，所述有源层132和势 垒层131均由III-V半导体化合物构成。一般的，所述有源层132由^vxGaxN材料构成，所 述势垒层131由氮化镓构成。并且，多个有源层132的禁带宽度均相同，即多个有源层132 的能量带隙Eg均相同，也就是说，每个阱的深度均是相同的。所述发光二极管10用于发光时，将第一电极160电连接至电源负极、第二电极170 电连接至电源正极，由于η型半导体层120与ρ型半导体层140的掺杂类型相反，η型掺杂 的氮化镓通过外部电压驱动使电子漂移，P型掺杂的氮化镓通过外部电压驱动使空穴漂移， 在PN结正向偏压下，在PN结区附近或阱里，导带中高能量的电子落到价带与空穴复合后， 多余的能量以光和热的形式释放出来。通过调整材料的能带结构和能量带隙，可以改变发光二极管所发出光的波长，也就是光谱或颜色；通过调节流经发光二极管电流的大小，便可 调节发光二极管光的强度。可以理解的是，尽管在所述发光二极管10中，由于采用了多量 子阱结构，其相比于传统的单量子阱结构而言，载流子更加不容易逃逸，但是，这仍然不能 满足需求。如何能进一步的防止载流子逃逸，从而提高发光二极管的内量子效率，成为本领 域技术人员亟待解决的问题。为了解决载流子逃逸的问题，现有技术中还公开了另一种多量子阱结构。如图4 所示，所述多量子阱结构通过将两端的势垒层加高的方式，来达到阻挡载流子逃逸的目的。 然而，所述多量子阱结构的有源层的能量带隙Eg均相同，仅仅依靠加高势垒层，仍然不能 达到较佳的抑制载流子逃逸的效果。CN 1518137A专利申请公开了一种具有量子阱的光学器件，该具有量子阱的光学 器件通过使量子阱的导带能量和价带能量具有预定的线性倾斜，或者，具有使用多个有源 层的带隙阶梯结构，由此提高了电子和空穴的复合率。然而，该专利仅仅是在施加驱动电压 时使电子和空穴可以均勻的分布，却不能非常有效地阻挡载流子逃逸。CN 1567607A专利申请公开了一种具有GaN基多量子阱的发光二极管，该发光二 极管的量子阱区不掺杂，量子阱区两侧生长有不掺杂的GaN隔离层，通过合理调整GaN隔离 层的厚度，可以有效地调整P-N结的位置，提高电子和空穴的复合几率。然而，该专利也仅 仅使量子阱中的电子和空穴在空间上重合在一起，不能非常有效地阻挡载流子逃逸。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种多量子阱结构及其制造方法，以解决现有的多量子 阱结构载流子易逃逸的问题。本发明的另一目的在于，提供一种发光二极管，以防止载流子逃逸，提高发光二极 管的内量子效率。本发明的又一目的在于，提供一种发光二极管封装件，以在防止载流子逃逸的同 时，提供预定颜色的光。为解决上述技术问题，本发明提供了一种多量子阱结构，所述多量子阱结构设置 于第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层之间，所述多量子阱结构包括多个势垒 层以及被势垒层隔开的多个有源层，所述有源层的能量带隙小于势垒层的能量带隙，所述 多个有源层之间的能量带隙各不相同，并且，所述多个有源层的能量带隙逐渐减小或增加， 所述势垒层的能量带隙小于所述第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层的能量 带隙。可选的，在所述的多量子阱结构中，所述多个有源层的能量带隙线性的减小或增 加。所述有源层的能量带隙为2. 63eV 3. 41eV，所述有源层的能量带隙减小或增加的幅 度为0. IeV 0. 3eV0所述第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层由GaN构成，
所述势垒层由^hGayN构成，所述有源层由IrvxGiixN构成，其中，0≤χ≤1，0≤y≤l，x < y。可选的，在所述的多量子阱结构中，所述多量子阱结构包括2 10个有源层，所述 多个有源层的厚度均相同，所述多个势垒层的厚度均相同。相应的，本发明还提供一种多量子阱结构的制造方法，所述多量子阱结构制造方法包括在第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层之间交替形成多个势垒层和多 个有源层；其中，在形成所述势垒层时，使所述势垒层的能量带隙小于所述第一导电类型半 导体层和第二导电类型半导体层的能量带隙；在形成所述有源层时，使多个有源层的能量 带隙逐渐减小或增加。可选的，在所述的多量子阱结构制造方法中，利用金属有机化合物化学气相沉积 的方式，在衬底上交替形成多个势垒层和有源层。可选的，在所述的多量子阱结构制造方法中，所述势垒层和有源层均由III-V族 化合物构成，通过调整所述有源层的预定成分含量的变化，使所述多个有源层的能量带隙 逐渐减小或增加。所述第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层由GaN构成，所述 势垒层由^hGayN构成，所述有源层由IrvxGaxN构成，其中，0彡χ彡1,0 ^ y ^ l,x < y, 所述预定成分为^。相应的，本发明还提供一种发光二极管，包括第一导电类型半导体层和第二导电 类型半导体层；以及所述的多量子阱结构，所述多量子阱结构设置于所述第一导电类型半 导体层和第二导电类型半导体层之间。可选的，在所述的发光二极管中，所述多个有源层的能量带隙由第一导电类型半 导体层至第二导电类型半导体层的方向逐渐减小。可选的，在所述的发光二极管中，所述多个有源层的能量带隙由第二导电类型半 导体层至第一导电类型半导体层的方向逐渐减小。可选的，在所述的发光二极管中，所述发光二极管还包括衬底、缓冲层和透明导电 层，其中，所述缓冲层位于所述衬底和第一导电类型半导体层之间；所述透明导电层位于 所述第二导电类型半导体层上，所述第一导电类型为η型，所述第二导电类型为P型。可选的，在所述的发光二极管中，所述发光二极管还包括第一电极、第二电极和深 度延伸至第一导电类型半导体层的开口，其中，所述第一电极位于开口内，用于连接第一导 电类型半导体层和电源负极；所述第二电极位于透明导电层上方，用于连接透明导电层和 电源正极。可选的，在所述的发光二极管中，所述发光二极管还包括第一电极和第二电极，其 中，所述第一电极位于所述衬底远离第一导电类型半导体层的表面上，用于连接第一导电 类型半导体层和电源负极；所述第二电极位于透明导电层上方，用于连接透明导电层和电 源正极。相应的，本发明还提供一种发光二极管封装件，包括所述的发光二极管；以及设 置在所述发光二极管出光面的荧光粉，以提供预定颜色的光。可选的，在所述的发光二极管封装件中，还包括覆盖在所述发光二极管出光面的 环氧树脂，所述荧光粉涂覆在所述环氧树脂表面。可选的，在所述的发光二极管封装件中，还包括覆盖在所述发光二极管出光面的 环氧树脂，所述荧光粉掺入到所述环氧树脂中。可选的，在所述的发光二极管封装件中，所述荧光粉与荧光粉用胶调制成荧光胶， 再将所述荧光胶涂覆在发光二极管出光面。可选的，在所述的发光二极管封装件中，所述发光二极管发射的光源波长在370nm 至480nm之间，所述荧光粉由紫光激发荧光粉和蓝光激发荧光粉组成，以提供白光。
由于采用了以上技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明提供的多量子阱结构，由于使多个有源层的能量带隙逐渐减小或增加，并 且，多个势垒层的能量带隙小于第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层的能量带 隙，即使得阱的深度越来越深，可有效地防止载流子逃逸，提高电子和空穴的复合机率，进 而提高发光二极管的内量子效率。本发明提供的发光二极管封装件，通过在发光二极管的出光面设置荧光粉，以达 到提供预定颜色光的目的。特别的，所述发光二极管发射的光源波长在370nm至480nm之 间，通过在发光二极管的出光面设置紫光激发荧光粉和蓝光激发荧光粉，以产生较为实用 的白光。
图1为现有的一种发光二极管的剖面示意图；图2为图1所示的多量子阱结构的剖面示意图；图3为图2所示的多量子阱结构的能带图；图4为现有的另一种多量子阱结构的能带图；图5为本发明实施例的多量子阱结构的剖面示意图；图6为图5所示的多量子阱结构的能带图；图7为本发明实施例的发光二极管的剖面示意图；图8为本发明实施例的发光二极管封装件的剖面示意图。
具体实施例方式本发明的核心思想在于，提供一种多量子阱结构、包含所述多量子阱结构发光二 极管、以及包含所述发光二极管的发光二极管封装件，所述多量子阱结构的多个有源层的 能量带隙逐渐减小或增加，并且，多个势垒层的能量带隙小于第一导电类型半导体层和第 二导电类型半导体层的能量带隙，即使得阱的深度越来越深，可有效地防止载流子逃逸，提 高电子和空穴的复合机率，进而提高发光二极管的内量子效率，提高发光二极管的发光效 率。请参考图5和图6，其中，图5为本发明实施例的多量子阱结构的剖面示意图，图6 为图5所示的多量子阱结构的能带图。如图5和图6所示，本发明实施例提供的多量子阱结构230设置于第一导电类型 半导体层220和第二导电类型半导体层230之间，所述多量子阱结构230包括多个势垒层 231以及被势垒层231隔开的多个有源层232，所述有源层232的能量带隙小于势垒层231 的能量带隙，所述多个有源层232之间的能量带隙Eg各不相同，并且，所述多个有源层232 的能量带隙逐渐减小或增加，所述势垒层231的能量带隙小于所述第一导电类型半导体层 220和第二导电类型半导体层230的能量带隙，也就是说，所述多量子阱结构230的阱的深 度越来越深，其可有效地防止载流子逃逸，提高电子和空穴的复合机率，进而提高发光二极 管的内量子效率，提高发光二极管的发光效率和可靠性。进一步的，在多个有源层之中，能量带隙最大的有源层的Eg例如为3. 41eV，能量带隙最小的有源层的Eg例如为0. 7eV，所述有源层的能量带隙递增或递减的幅度可以为 0. IeV 0. 3eV0如图5所示，在本实施例中，所述多个有源层232的能量带隙呈阶梯状的减小或增 加。当然，所述多个有源层之间的能量带隙也可线性的减小或增加，或者，所述多个有源层 之间的能量带隙也可以其它方式减小或增加。优选的，所述多个有源层232的能量带隙Eg均在2.63eV至3.41eV之间，所述多 个势垒层231的能量带隙Eg大于3. 41eV,可非常有效地防止载流子逃逸，并可控制发射出 预期波长的光。可以理解的是，上述数值并不用于限定本发明，在本发明的其它实施例中， 有源层的能量带隙也可相应的调整。其中，所述多个势垒层231和有源层232均由III-V半导体化合物构成。较佳 的，所述第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层由GaN构成，所述势垒层231由 IrVyGEiyN构成，所述有源层232由IIVxGEIxN构成，其中，0彡χ彡1，0彡y彡1，x<y。在 本实施例中，多个势垒层231均由InGaN材料构成，所述第一导电类型为η型，第二导电类 型为P型，因此，所述第一导电类型半导体层由n-GaN构成，所述第二导电类型半导体层由 P-GaN构成。进一步的，多个有源层232之间的材料组分不同，从而使得多个有源层232之间的 能量带隙各不相同；而多个势垒层231之间的材料组分相同，S卩，多个势垒层231之间的 能量带隙均相同。本发明实施例可通过控制有源层材料中的χ的数值来控制其能量带隙宽 度，从而使得多个有源层232的能量带隙逐渐减小或增加；并通过控制势垒层材料中的y的 数值，使得势垒层231的能量带隙均小于第一导电类型半导体层220和第二导电类型半导 体层230的能量带隙。需要说明的是，上述描述并不用于限定本发明，所述有源层232也可由除IrvxGaxN 之外的其它材料构成，只要通过控制有源层材料中预定成分的含量，使多个有源层之间的 能量带隙依次减小或增加即可。此外，所述势垒层231也可由除^hGayNi外的其它材料 构成，只要使有源层232的能量带隙小于势垒层231的能量带隙，并使所述势垒层231的能 量带隙小于所述第一导电类型半导体层220和第二导电类型半导体层230的能量带隙即 可。其中，所述多量子阱结构230可包括2 10个有源层232。优选的，有源层232的 数量为2 6个，将多量子阱结构230的有源层数目设置为上述数值，可在获得较为理想的 内量子效率的前提下，尽可能的简化多量子阱结构230的结构，从而降低制造工艺的复杂 程度。当然，所述势垒层231和有源层232的数目并不限于上述描述的数值。在本实施例提供的多量子阱结构230中，每个阱均为方形阱，即单个有源层的能 量带隙是均勻一致的，而多个有源层之间的能量带隙是各不相同的。然而应当认识到，所述 多量子阱结构230也可以是其它形状的阱，例如，梯形阱或三角形阱。在本实施例提供的多量子阱结构230中，多个势垒层231的厚度均是相同的，多个 有源层232的厚度也是相同的，以便于加工制作。例如，每个势垒层231的厚度均为0. 1 lOnm，每个有源层232的厚度同样为0. 1 lOnm。然而应当认识到，所述多个势垒层231之 间的厚度也可以不相同，同样，所述多个有源层232之间的厚度也可以不相同，本领域技术 人员可通过调整势垒层231和有源层232的厚度来达到发射预定波长光的目的。
本发明实施例还提供一种多量子阱结构制造方法，所述多量子阱结构制造方法 包括在第一导电类型半导体层220和第二导电类型半导体层230之间交替形成多个势垒 层231和多个有源层232 ；其中，在形成所述势垒层231时，使势垒层231的能量带隙小于 第一导电类型半导体层220和第二导电类型半导体层230的能量带隙；在形成有源层232 时，使多个有源层232的能量带隙逐渐减小或增加。即，使得阱的深度越来越深，可更加有 效地防止载流子逃逸，提高电子和空穴的复合机率。可利用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)的方式，在衬底上交替形成多个势 垒层231和多个有源层232。所述势垒层231和有源层232均由III-V族化合物构成，通过 调整所述有源层232材料的预定成分含量的变化，使所述多个有源层232的能量带隙逐渐 减小或增加。在本实施例中，所述金属有机化合物化学气相沉积工艺的工艺温度例如是540 800°C，腔室压力可以是50 400Torr，( 源可以是TMGa或TEGa，h源可以是TiOn或 TEh，N源例如是NH3，载气可以是N2、H2或其它惰性气体。其中，h源的流量可以是100 500ymol/min, Ga源禾口 In源比例可以是0. 1 0. 4，NH3的流量可以是0. 3 0. 5slpm，载 气的流量可以是0.3 O.klpm。可在同一腔室内完成上述工艺，只需更换不同的程序(控 制不同的流量)，即可实现上述目的。当然，上述描述并不用于限定本发明，本领域技术人员 可根据金属有机化合物化学气相沉积机台的实际情况，相应的调整反应气体以及各项工艺 参数。在本实施例提供的多量子阱结构制造方法中，所述势垒层231由IrvyGayN构成， 所述有源层232由IrvxGiixN构成，其中，O ^ χ ^ 1,0 ^ y ^ 1, χ < y，所述预定成分为In。 可通过调整所述^hGaxN中χ的数值，即通过调整h的含量使多个有源层232的能量带隙 逐渐减小或增加，或者通过调整( 的含量使多个有源层232的能量带隙逐渐减小或增加。具体的说，可在进行金属有机化合物化学气相沉积工艺时，单独调整h源的流 量，或者，单独调整( 源的流量，或者，同时调整h源和( 源的流量来相应的调整IiVxGaxN 中χ的值，从而达到使多个有源层232的能量带隙逐渐减小或增加的目的。更为具体的 说，在所述IrvxGaxN中χ值越大，则有源层的能量带隙相应的增加。即，在所述IrvxGaxNM 料中，In的含量越少，相应的有源层的能量带隙越大。若要使的含量减少，只需将^！源 流量减少或者使( 源的流量增加。较佳的，所述多个势垒层231之间的材料组分均相同， 例如，均由InGaN材料构成，只要在制作势垒层231的过程中，采用同样的工艺条件即可使 多个势垒层231之间的材料组分均相同，即，使多个势垒层231之间的能量带隙均相同。然 而应当认识到，本发明并不局限于上述描述，还可以通过提高或降低外延生长温度的方式 来实现本发明的目的。本发明实施例还提供了 一种包含所述多量子阱结构的发光二极管。具体请参考图 7，其为本发明实施例的发光二极管的剖面示意图。如图7所示，所述发光二极管20包括衬底200 ；形成于衬底200上的第一导电类 型半导体层220、第二导电类型半导体层240以及多量子阱结构230，所述多量子阱结构230 设置于所述第一导电类型半导体层220和第二导电类型半导体层230之间。由于多量子阱 结构230的多个有源层232的能量带隙逐渐减小或增加，并且，势垒层231的能量带隙小于 第一导电类型半导体层220和第二导电类型半导体层230的能量带隙，即多量子阱结构230的阱的深度越来越深，相比于传统的多量子阱结构，可更加有效的防止载流子逃逸，提高电 子和空穴的复合机率，有利于提高发光二极管的内量子效率。在本实施例中，所述多个有源层232的能量带隙可由第一导电类型半导体层220 至第二导电类型半导体层230的方向逐渐减小，即，从第一导电类型半导体层220至第二导 电类型半导体层230的方向上，阱的深度越来越深。可以理解的是，所述多个有源层232的能量带隙也可由第二导电类型半导体层 230至第一导电类型半导体层220的方向逐渐减小，即，从第一导电类型半导体层220至第 二导电类型半导体层230的方向上，阱的深度越来越浅。优选的，在本实施例中提供的发光二极管20中，还包括缓冲层210，所述缓冲层 210位于衬底200和第一导电类型半导体层220之间，所述缓冲层210可改善衬底200与 氮化镓材料之间的晶格常数失配及应力问题，所述缓冲层210的材料优选为η型氮化铟或 η型碳化硅，以获得较佳的导电效果。优选的，在本实施例中提供的发光二极管20中，还包括透明导电层250，所述透明 导电层250位于所述第二导电类型半导体层240上，由于ρ型氮化镓的电导率比较小，因此 在第二导电类型半导体层240表面沉积一层金属的电流扩散层，有助于提高电导率，所述 透明导电层250的材料例如是Ni/Au材料。在本实施例中提供的发光二极管20中，所述第一导电类型为η型，所述第二导电 类型为P型。所述发光二极管200还包括第一电极沈0、第二电极270和深度延伸至第一 导电类型半导体层220的开口，其中，第一电极260位于所述开口内，用于连接第一导电类 型半导体层220和电源负极，第二电极270位于透明导电层250上方，用于连接透明导电层 250和电源正极，从而形成水平的发光二极管结构(也被称为L型结构)。在水平的发光二 极管结构中，对于衬底是否导电并无要求，因此，所述衬底即可以是能够导电的硅衬底、碳 化硅衬底或氮化镓衬底，也可以是不能导电的蓝宝石衬底。需要说明的是，在本发明的另一个具体实施例中，所述第一电极沈0也可位于衬 底200远离第一导电类型半导体层220的表面上，用于连接第一导电类型半导体层220和 电源负极；第二电极270位于透明导电层上方，用于连接透明导电层250和电源正极，从而 形成垂直的发光二极管结构(也被称为V型结构)。所述发光二极管用于发光时，发光二极 管管芯通过第二导电类型电极沈0与电源正极相连，通过第一导电类型电极270与电源负 极相连。相比于水平的发光二极管结构，垂直的发光二极管结构散热效果更好，并且有利于 节约芯片面积，提高芯片利用率。可以理解的是，若形成垂直的发光二极管结构，衬底必须 是能够导电的衬底，例如，硅衬底、碳化硅衬底或氮化镓衬底。本发明还提供一种包含所述发光二极管的发光二极管封装件。具体请参考图8，其 为本发明实施例的发光二极管封装件的剖面示意图。所述发光二极管封装件20’包括发光二极管20 ；以及设置在所述发光二极管20 出光面的荧光粉(图8中未示出)，以提供预定颜色的光。在发光二极管封装件20’中，多 量子阱结构230包括多个势垒层231以及被势垒层231隔开的多个有源层232，所述有源 层232的能量带隙小于势垒层231的能量带隙，并且，多个有源层232的能量带隙逐渐减小 或增加，也就是说，所述多量子阱结构230的阱的深度越来越深，其可有效地防止载流子逃 逸，提高电子和空穴的复合机率，进而提高发光二极管的内量子效率，提高发光二极管的发光强度。然而，由于有源层的能量带隙发生改变，可导致所述发光二极管发射出不期望的 波长的光(波长相对较短的光)，此时，即可通过在发光二极管20出光面设置荧光粉，以产 生所需的预定颜色的光，提高光利用率。在本实施例中，所述发光二极管封装件20’还包括覆盖在所述发光二极管20出光 面的环氧树脂30，所述荧光粉可涂覆在环氧树脂30表面。可通过公知的封装方法，在发光 二极管表面涂覆环氧树脂，在此不再赘述。需要说明的是，本发明的荧光粉设置方式并不局限于上述描述，也可在制备环氧 树脂的过程中直接掺入荧光粉，再将掺入了荧光粉的环氧树脂覆盖发光二极管出光面，也 可间接的达到将荧光粉设置在发光二极管出光面的目的。或者，将所述荧光粉与荧光粉用胶进行调制，制成荧光胶，再将所述荧光胶涂覆在 发光二极管出光面上，也可达到同样的目的。可利用点胶机将所述荧光胶涂覆在发光二极 管出光面上，进而间接达到将荧光粉设置在发光二极管的出光面上的目的。进一步的，在所述的发光二极管封装件20’中，所述发光二极管所发射的光源波长 在370nm至480nm之间，相应的，所述荧光粉由紫光激发荧光粉和蓝光激发荧光粉组成，以 提供白光。更为具体的说，可通过在环氧树脂中掺入紫光激发荧光粉和蓝光激发荧光粉，或 者在环氧树脂表面涂覆紫光激发荧光粉和蓝光激发荧光粉，从而产生更加有实用价值的白 光。并且，可通过控制紫光激发荧光粉与蓝光激发荧光粉的混合比例，可实现较大范围地 控制白光的显色性能。例如，所述荧光粉中各成分的重量比为紫光激发荧光粉50% 75%，蓝光激发荧光粉25% 50%。当然，上述数值并不用于限定本发明，可通过调整荧 光粉的组成，相应的获得所需要的颜色的光。此外，可采用公知的紫光激发荧光粉和蓝光激 发荧光粉，在此不赘述荧光粉的具体成分。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种多量子阱结构，所述多量子阱结构设置于第一导电类型半导体层和第二导电类 型半导体层之间，所述多量子阱结构包括多个势垒层以及被势垒层隔开的多个有源层，所 述有源层的能量带隙小于势垒层的能量带隙，并且，所述多个势垒层的能量带隙小于所述 第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层的能量带隙，所述多个有源层的能量带隙 逐渐减小或增加。
2.如权利要求1所述的多量子阱结构，其特征在于，所述多个有源层的能量带隙线性 的减小或增加。
3.如权利要求1所述的多量子阱结构，其特征在于，所述多个有源层的能量带隙呈阶 梯状的减小或增加。
4.如权利要求1所述的多量子阱结构，其特征在于，所述多个有源层的能量带隙为 2. 63eV 3. 41eV，所述多个有源层的能量带隙减小或增加的幅度为0. IeV 0. 3eV0
5.如权利要求4所述的多量子阱结构，其特征在于，所述多个势垒层和多个有源层均 由III-V族化合物构成。
6.如权利要求5所述的多量子阱结构，其特征在于，所述第一导电类型半导体层和 第二导电类型半导体层由GaN构成，所述多个势垒层由LpyGayN构成，所述多个有源层由 ^hfeixN构成，其中，0彡χ彡1，0彡y彡1，χ < y。
7.如权利要求1所述的多量子阱结构，其特征在于，所述多量子阱结构包括2 10个 有源层。
8.如权利要求1或7中任意一项所述的多量子阱结构，其特征在于，所述多个有源层的 厚度均相同。
9.如权利要求1或7中任意一项所述的多量子阱结构，其特征在于，所述多个势垒层的 厚度均相同。
10.一种如权利要求1所述的多量子阱结构的制造方法，包括在第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层之间交替形成多个势垒层和多个 有源层；其中，在形成所述势垒层时，使所述势垒层的能量带隙小于所述第一导电类型半导体 层和第二导电类型半导体层的能量带隙；在形成所述有源层时，使多个有源层的能量带隙 逐渐减小或增加。
11.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于，利用金属有机化合物化学气相沉积 的方式，在衬底上交替形成多个势垒层和多个有源层。
12.如权利要求10或11所述的制造方法，其特征在于，所述多个势垒层和多个有源层 均由III-V族化合物构成，通过调整所述有源层的预定成分含量的变化，使所述多个有源 层的能量带隙逐渐减小或增加。
13.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于，所述第一导电类型半导体层和第 二导电类型半导体层由GaN构成，所述多个势垒层由^vyGayN构成，所述多个有源层由 IIVxGeixN构成，其中，0彡χ彡1，0彡y彡1，x < y，所述预定成分为h。
14.一种发光二极管，包括第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层；以及如权利要求1 9中任意一项所述的多量子阱结构。
15.如权利要求14所述的发光二极管，其特征在于，所述多个有源层的能量带隙由第 一导电类型半导体层至第二导电类型半导体层的方向逐渐减小。
16.如权利要求14所述的发光二极管，其特征在于，所述多个有源层的能量带隙由第 二导电类型半导体层至第一导电类型半导体层的方向逐渐减小。
17.如权利要求14或15或16所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管还包括 衬底、缓冲层和透明导电层，其中，所述缓冲层位于所述衬底和第一导电类型半导体层之间；所述透明导电层位于所述第二导电类型半导体层上。
18.如权利要求17所述的发光二极管，其特征在于，所述第一导电类型为η型，所述第 二导电类型为P型。
19.如权利要求18所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管还包括第一电极、 第二电极和深度延伸至第一导电类型半导体层的开口，其中，所述第一电极位于开口内，用于连接第一导电类型半导体层和一电源负极；所述第二电极位于透明导电层上方，用于连接透明导电层和一电源正极。
20.如权利要求18所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管还包括第一电极 和第二电极，其中，所述第一电极位于所述衬底远离第一导电类型半导体层的表面上，用于连接第一导电 类型半导体层和一电源负极；所述第二电极位于透明导电层上方，用于连接透明导电层和一电源正极。
21.一种发光二极管封装件，包括如权利要求14 20中任意一项所述的发光二极管；以及设置在所述发光二极管出光面的荧光粉，以提供预定颜色的光。
22.如权利要求21所述的发光二极管封装件，其特征在于，还包括覆盖在所述发光二 极管出光面的环氧树脂，所述荧光粉涂覆在所述环氧树脂表面。
23.如权利要求21所述的发光二极管封装件，其特征在于，还包括覆盖在所述发光二 极管出光面的环氧树脂，所述荧光粉掺入到所述环氧树脂中。
24.如权利要求21所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述荧光粉与荧光粉用胶 调制成荧光胶，再将所述荧光胶涂覆在发光二极管出光面。
25.如权利要求21至M中任意一项所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述发光 二极管发射的光源波长在370nm至480nm之间。
26.如权利要求25所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述荧光粉由紫光激发荧 光粉和蓝光激发荧光粉组成，以提供白光。
全文摘要
本发明公开了一种多量子阱结构、包含所述多量子阱结构的发光二极管、以及包含所述发光二极管的发光二极管封装件，所述多量子阱结构设置于第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层之间，所述多量子阱结构包括多个势垒层以及被势垒层隔开的多个有源层，有源层的能量带隙小于势垒层的能量带隙，所述多个有源层之间的能量带隙各不相同，并且，多个有源层的能量带隙逐渐减小或增加，多个势垒层的能量带隙小于第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层的能量带隙，可更加有效地防止载流子逃逸，提高电子和空穴的复合机率，进而提高发光二极管的内量子效率。
文档编号H01L33/04GK102130246SQ20111000880
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月14日 优先权日2011年1月14日
发明者张汝京, 肖德元 申请人:映瑞光电科技(上海)有限公司