[发明专利]多色LED以及有关的半导体器件

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件，包括势阱结构，典型地，包括量子阱结构，其可能是LED，包含“白色”或多色LED。

背景技术

发光二极管(LED)是当阳极和阴极之间通过电流时发光的固态半导体器件。传统的LED包含一个单独的pn结。Pn结可包括中间未掺杂区；这种pn结也可以称为PIN结。类似非发光半导体二极管，传统的LED在一个方向更容易通过电流，即在电子从n区移动到p区的方向。当电流以LED的“正”向通过时，n区的电子与p区的空穴复合，产生可见光子。由传统LED发出的光表面上是单色的；就是说，在单的窄频带波长中产生的。发出光的波长相当于与电子-空穴对复合有关的能量。最简单的例子，这个能量近似地是发生复合的半导体带隙能量。

传统LED在捕获高浓度的电子和空穴对的pn结处还可以包含一个或多个量子阱，因此加强产生光的复合。

一些研究人员尝试制造一种发射白光或对于人眼的三色知觉看起来近似白光的LED器件。

一些研究人员报导了在pn结中具有多量子阱的LED主旨设计或制造，其中多量子阱欲以不同的波长发光。下面的参考文献与这种技术有关：US专利No.5851905；US专利No.6303404；US专利No.6504171；US专利No.6734467；Damilano等人，Monolithic WhiteLight Emitting Diodes Based on InGaN/GaN Multiple-Quantum Wells，Jpn.J.Appl.Phys.Vol.40(2001)pp.L918-L920；Yamada等人，PhosphorFree High-Luminous-Efficiency White Light-Emitting Diodes Composedof InGaN Multi-Quantum Well，Jpn.J.Appl.Phys.Vol.41(2002)pp.L246-L248；Dalmasso等人，Injection Dependence of theElectroluminescence Spectra of Phosphor Free GaN-Based White LightEmitting Diodes，phys.stat.sol.(a)192，No.1，139-143(2003)。

一些研究人员报导了在一个单独的器件中合并两个欲以不同波长独立地发光的传统LED的LED器件的主旨设计或制造。下面的参考文献与这种技术有关：US专利No.5851905；US专利No.6734467；US专利公开No.2002/0041148A1；US专利公开No.2002/0134989A1；和Luo等人，Patterned three-color  ZnCdSe/ZnCdMgSe Quantum-Wellstructures for integrated full-color and white light emitters，App.Phys.Letters，Vol.77，no.26，pp.4259-4261(2000)。

一些研究人员报导了传统LED元件同例如为钇铝石榴石(YAG)的化学荧光体结合的LED器件的主旨设计或制造，其中该化学荧光体可吸收由LED元件发出的部分光并且再发射较长波长的光。US专利No.5998925和US专利No.6734467与这种技术有关。

一些研究人员报导了在ZnSe衬底上生长LED的主旨设计或制造，用I，Al，Cl，Br，Ga或In进行n掺杂来在衬底中产生发荧光的中心，其可吸收由LED元件发出的部分光并且再发射较长波长的光。US专利申请No.6337536和日本专利申请公开No.2004-072047与这种技术有关。

发明内容