發(fā)光二極管芯片的制作方法
【專利摘要】一種發(fā)光二極管芯片，包括：-具有多個有源區(qū)(2)的半導體本體(1)，其中，-有源區(qū)(2)中至少之一具有至少兩個子區(qū)域(21···28)，-有源區(qū)(2)具有布置在所述至少兩個子區(qū)域(21····28)中的兩個相鄰子區(qū)域(21···28)之間的至少一個阻擋區(qū)(3)，-至少兩個子區(qū)域(21····28)在發(fā)光二極管芯片的工作期間發(fā)射顏色互不相同的光，-在子區(qū)域(21····28)的至少之一中光的發(fā)射通過電產(chǎn)生，并且，-將阻擋區(qū)(3)配置成阻礙兩個相鄰子區(qū)域(21····28)之間的電荷載流子的熱活化再分布。
【專利說明】發(fā)光二極管芯片
[0001] 文獻"On the mechanisms of spontaneous growth of Ill-nitride nanocolumns by plasma-assisted molecular beam epitaxy，'，Journal of Crystal Growth310, 2008, 第4035-4045頁公開了一種制造第III族氮化物納米柱的方法。通過引用將該文獻的公開 內(nèi)容并入本文。
[0002] 文獻"N-face GaN nanorods: Continuous-flux M0VPE growth and morphological Properties", Journal of Crystal Growth, 315, 2011,第 164-167 頁公開 了一種制造 N面GaN納米棒的方法。通過引用將該文獻的公開內(nèi)容并入本文。
[0003] 文獻"Continuous-flux M0VPE growth of position-controlled N-face GaN nanorods and embedded InGaN quantum wells"，Nanotechnology21 (2010) 305201 (5 頁） 公開了一種制造 N面GaN納米棒的方法。通過引用將該文獻的公開內(nèi)容并入本文。
[0004] 一個目標為詳細說明一種呈現(xiàn)出特別良好的熱穩(wěn)定性的發(fā)射電磁輻射的發(fā)光二 極管芯片。
[0005] 根據(jù)發(fā)光二極管芯片的一個方面，發(fā)光二極管芯片包括具有多個有源區(qū)的半導體 本體。例如，大多數(shù)或所有有源區(qū)配置成在發(fā)光二極管芯片的工作期間發(fā)射電磁輻射。
[0006] 在發(fā)光二極管的制造公差內(nèi)，半導體本體的所有有源區(qū)可以以相同方式配置并且 發(fā)射相同光譜的電磁輻射。而且，有源區(qū)中的至少一些有源區(qū)也可以在其結(jié)構(gòu)和/或在發(fā) 光二極管芯片的工作期間所發(fā)射的電磁輻射的光譜的方面上彼此不同。
[0007] 例如，半導體本體具有大量有源區(qū)：至少一千個有源區(qū)、特別地至少一百萬個有源 區(qū)。
[0008] 根據(jù)發(fā)光二極管芯片的一個方面，有源區(qū)中的至少一個有源區(qū)、特別地有源區(qū)中 的大多數(shù)有源區(qū)，例如，所有有源區(qū)，具有至少兩個相鄰子區(qū)域。例如，該至少兩個相鄰子區(qū) 域兩者都在發(fā)光二極管芯片工作期間發(fā)射電磁輻射。例如，有源區(qū)的子區(qū)域定位成在有源 區(qū)內(nèi)彼此隔開。各個子區(qū)域均可以包括至少一個pn結(jié)和/或至少一個量子阱結(jié)構(gòu)和/或 至少一個多量子阱結(jié)構(gòu)和/或至少一個雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，可以特別準確 地設(shè)置各個子區(qū)域發(fā)射的光的波長。作為替代方案，子區(qū)域可以不包括所述結(jié)構(gòu)之一，但是 電磁輻射的發(fā)射是歸因于形成有源區(qū)的半導體本體的半導體材料的本征帶隙。在這種情況 下，有源區(qū)的制造特別容易實現(xiàn)。
[0009] 根據(jù)發(fā)光二極管芯片的一個方面，有源區(qū)具有至少一個阻擋區(qū)，該阻擋區(qū)布置在 所述至少兩個子區(qū)域的兩個相鄰子區(qū)域之間。這意味著有源區(qū)的兩個相鄰子區(qū)域通過例如 與兩個相鄰子區(qū)域具有界面的阻擋區(qū)彼此隔開。阻擋區(qū)可以直接布置在兩個相鄰子區(qū)域之 間。阻擋區(qū)在形成阻擋區(qū)和鄰接子區(qū)域的半導體材料的組成上不同于鄰接阻擋區(qū)的子區(qū) 域。
[0010] 例如，有源區(qū)中的至少一個有源區(qū)，特別地有源區(qū)中的大多數(shù)有源區(qū)或所有的有 源區(qū)，具有三個或更多個子區(qū)域，其中阻擋區(qū)布置在有源區(qū)的每一對相鄰子區(qū)域之間。
[0011] 根據(jù)發(fā)光二極管芯片的一個方面，至少兩個子區(qū)域在發(fā)光二極管芯片的工作期間 發(fā)射顏色互不相同的光。因此，子區(qū)域可以發(fā)射從紫外輻射的波長譜至紅外輻射的波長譜 的光。子區(qū)域中的至少兩個子區(qū)域，例如，兩個相鄰子區(qū)域，發(fā)射顏色相互不同的光。因此例 如子區(qū)域中的一個子區(qū)域可以發(fā)射藍光而另一個子區(qū)域可以發(fā)射綠光、黃光或紅光。子區(qū) 域中的至少一個子區(qū)域還可以發(fā)射非純色的混合光。在這種情況下，有源區(qū)的至少兩個子 區(qū)域可以發(fā)射不同組成的不同混合光。例如，在發(fā)光二極管芯片的工作期間，子區(qū)域中的一 個子區(qū)域發(fā)射藍綠光，其中另一子區(qū)域發(fā)射黃綠光。例如，在發(fā)光二極管芯片的工作期間， 另外一個子區(qū)域發(fā)射紅琥拍色（red-amber)的光?？傮w上可以產(chǎn)生白光。
[0012] 根據(jù)發(fā)光二極管芯片的一個方面，在子區(qū)域中的至少一個子區(qū)域中光的發(fā)射通過 電產(chǎn)生。換句話說，有源區(qū)的子區(qū)域通過電泵浦（pump)并且光的發(fā)射不是由于所述子區(qū)域 的光泵浦。因此有源區(qū)的各個子區(qū)域可以通過電泵浦使得光的發(fā)射在有源區(qū)的各個子區(qū)域 中通過電產(chǎn)生。有源區(qū)還可以包括電泵浦子區(qū)域和光泵浦子區(qū)域。例如，有源區(qū)包括其中 光的發(fā)射通過電產(chǎn)生的僅一個子區(qū)域和通過在該僅一個電泵浦子區(qū)域中發(fā)射的光進行光 泵浦的一個或更多個子區(qū)域。
[0013] 根據(jù)發(fā)光二極管芯片的一個方面，兩個相鄰子區(qū)域之間的阻擋區(qū)配置成阻礙所述 兩個相鄰子區(qū)域之間電荷載流子的熱活化再分布。因此，阻擋區(qū)例如比鄰接阻擋區(qū)的子區(qū) 域的半導體材料具有更大的帶隙。事實上阻擋區(qū)配置成"阻礙"電荷載流子的熱活化再分 布意味著在沒有阻擋區(qū)的情況下熱活化再分布比具有阻擋區(qū)的情況下可能性更大。換句話 說，阻擋區(qū)減小了鄰接阻擋區(qū)的兩個子區(qū)域之間的電荷載流子熱活化再分布的可能性。
[0014] 根據(jù)發(fā)光二極管芯片的一個方面，發(fā)光二極管芯片包括具有多個有源區(qū)的半導體 本體，其中，至少一個有源區(qū)具有至少兩個子區(qū)域，有源區(qū)具有布置在所述至少兩個子區(qū)域 的兩個相鄰子區(qū)域之間的至少一個阻擋區(qū)，該至少兩個子區(qū)域在發(fā)光二極管芯片的工作期 間發(fā)射顏色相互不同的光，在子區(qū)域中的至少之一中光的發(fā)射通過電產(chǎn)生，并且阻擋區(qū)配 置成阻礙兩個相鄰子區(qū)域之間電荷載流子的熱活化再分布。
[0015] 發(fā)射白光的發(fā)光二極管可以受發(fā)射的白光的色溫和色坐標的強溫度依賴性的影 響。在此之上，對于通過磷光體轉(zhuǎn)換或者利用不同顏色的發(fā)光二極管生成的白光，兩者在增 加的溫度范圍內(nèi)都可以觀察到效率的顯著降低，其中特別是紅色發(fā)光二極管由溫度敏感的 第III族磷化物制成。另外，例如InGaN基發(fā)光二極管中的所謂的"下降"由于輻射發(fā)射的 亞線性增加以及由于增加的非輻射損耗例如聲子輔助俄歇復合和/或熱逃逸和/或載流子 溢流而削弱了高電流操作。
[0016] 現(xiàn)在對于這些問題還沒有真正的解決方案，而是只有一些方法緩解了這些問題。 例如，關(guān)于"下降"效應(yīng)，發(fā)光二極管可以在相對低的工作電流或者在升高的電流和降低的 效率下操作。關(guān)于色坐標根據(jù)發(fā)光二極管的工作溫度的變化，通過承擔伴隨溫度的升高而 降低的轉(zhuǎn)換效率或具有不同顏色的發(fā)光芯片的相對昂貴的解決方案，可以使用用于溫度穩(wěn) 定的白色坐標的磷光體轉(zhuǎn)換。然而，這些解決方案仍然具有隨著溫度的升高而效率降低的 缺點。另外，在使用發(fā)射不同顏色的發(fā)光二極管芯片的解決方案中，用于不同顏色的不同材 料將導致單個芯片的不同的壽命。這限制了這樣構(gòu)造的發(fā)光二極管的性能和壽命。
[0017] 對于在此描述的發(fā)光二極管芯片，載流子的熱活化再分布通過至少一個阻擋區(qū)抑 制。因此，在各個子區(qū)域中生成的光子的比例保持獨立于工作溫度和流經(jīng)有源區(qū)的電流的 電流密度。因此，在通過半導體本體的有源區(qū)發(fā)射白光的情況下，白光坐標可以幾乎保持不 變。另外，各個有源區(qū)可以選擇為足夠厚以通過為光生成提供大的無缺陷體積而抑制下降 的問題。特別地，如果有源區(qū)構(gòu)造為納米結(jié)構(gòu)（例如納米棒），則可以實現(xiàn)特別高的結(jié)晶質(zhì) 量，其使得在有源區(qū)的半導體材料中具有低的非輻射損失。
[0018] 根據(jù)發(fā)光二極管芯片的一個方面，這些有源區(qū)具有主延伸方向。因此，有源區(qū)為細 長結(jié)構(gòu)并且例如不是例如平面層的形狀。例如，各個有源區(qū)沿主延伸方向上均有優(yōu)選的取 向。例如有源區(qū)中的至少一個有源區(qū)、特別是有源區(qū)中的大多數(shù)有源區(qū)或所有的有源區(qū)具 有圓柱、圓錐或例如具有六邊形底面的棱柱體的形狀。有源區(qū)中的至少一些或所有的有源 區(qū)沿相對于主延伸方向的處于側(cè)向的方向上彼此隔開。例如，有源區(qū)中的大多數(shù)或所有的 有源區(qū)布置在與有源區(qū)的主要延伸的方向側(cè)向地或者甚至垂直地運動的共同平面中。有源 區(qū)中的至少一些或所有的有源區(qū)還可以沿側(cè)向方向彼此部分地接觸。換句話說，相鄰有源 區(qū)的側(cè)面可以是（至少在某些地方）彼此直接接觸的。
[0019] 根據(jù)發(fā)光二極管芯片的一個方面，有源區(qū)的子區(qū)域沿著其有源區(qū)的主延伸方向布 置并且至少一個阻擋區(qū)布置在每一對相鄰子區(qū)域之間。因此，有源區(qū)通過一系列交替的子 區(qū)域和阻擋區(qū)給出。例如，如果有源區(qū)是圓柱或棱柱的形式，則子區(qū)域和阻擋區(qū)可以通過沿 有源區(qū)的主延伸方向彼此堆疊的所述圓柱或所述棱柱的部分給出。
[0020] 根據(jù)發(fā)光二極管芯片的一個方面，有源區(qū)為納米結(jié)構(gòu)并且發(fā)光二極管的有源區(qū)中 的至少之一、特別是發(fā)光二極管中的大多數(shù)或所有有源區(qū)具有l(wèi)〇〇〇nm的最大直徑和至少3 的縱橫比。納米結(jié)構(gòu)為納米尺度的物體，納米結(jié)構(gòu)物體在其基底上具有l(wèi)nm至lOOOnm、例 如25nm至500nm、特別地75nm至300nm、優(yōu)選地100nm至175nm的直徑。術(shù)語"直徑"不一 定是指納米結(jié)構(gòu)的基底為圓形。最大直徑指的是納米結(jié)構(gòu)沿垂直于其主延伸方向的最大延 伸。例如，有源區(qū)為可以制造成具有特別高結(jié)晶質(zhì)量的所謂的納米柱。
[0021] 另外，納米結(jié)構(gòu)可以為例如納米柱和/或納米棱錐和/或兩者的混合。納米結(jié)構(gòu) 具有至少3的縱橫比（長度除以直徑）。例如，納米結(jié)構(gòu)可以例如通過使用掩模層直接制造 在半導體本體的頂部，其中掩模開口限定了納米結(jié)構(gòu)的位置。此外，納米結(jié)構(gòu)可以獨立于載 體材料制造并且轉(zhuǎn)移到所述載體上。此外，納米結(jié)構(gòu)可以通過對半導體本體進行刻蝕而制 造。
[0022] 根據(jù)發(fā)光二極管芯片的一個方面，各個子區(qū)域均基于氮化物化合物半導體材料。
[0023] 在本上下文中，"基于氮化物化合物半導體材料"意指子區(qū)域或其至少一部分包含 氮化物化合物半導體材料或由氮化物化合物半導體材料組成，所述氮化物化合物半導體材 料例如GaN、Al nGai_nN，InnGai_ nN或者AlfaJnmN，其中，0 彡η 彡 1，0 彡m彡 1 并且n+m彡 1。 在這種情況下，這種材料不一定需要具有根據(jù)上面的公式的數(shù)學上精確的組分。而是，其可 以包括例如一種或更多種摻雜劑和附加成分。然而，為了簡便起見，上述公式僅包括晶格的 基本成分（Al、Ga、In、N)，即使這些可以由少量另外物質(zhì)部分地替代和/或補充也是如此。 然而，氮化物化合物半導體材料總包含氮或氮化合物。
[0024] 根據(jù)發(fā)光二極管芯片的至少一個方面，各個子區(qū)域均基于含銦氮化物化合物半導 體材料。這種含銦氮化物化合物半導體材料為一種在通過這種材料發(fā)射或再發(fā)射的期望的 波長下具有良好熱穩(wěn)定性的材料。然而，在常規(guī)薄膜結(jié)構(gòu)中、特別地在更厚的膜（例如，厚 度大于20nm)中難于實現(xiàn)高的銦濃度。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在沒有將晶體缺陷引入發(fā)光結(jié)構(gòu)（即 半導體本體）的情況下在實施為納米結(jié)構(gòu)的有源區(qū)中銦含量可以非常高。
[0025] 特別地，各個子區(qū)域均可以包含銦，特別地基于（Al，In，Ga)N或InGaN半導體材 料。
[0026] 根據(jù)發(fā)光二極管芯片的一個方面，各個阻擋區(qū)均至少部分地基于比鄰接阻擋區(qū)的 子區(qū)域具有更大的帶隙的氮化物化合物半導體材料。勢壘本身可以由具有不同組成的半導 體層堆疊體組成并且因此半導體層堆疊體的帶隙中的某些可以在子區(qū)域帶隙范圍內(nèi)或著 甚至小于子區(qū)域帶隙。
[0027] 例如，如果子區(qū)域由基于InGaN半導體材料形成，則阻擋區(qū)可以基于具有比鄰接 子區(qū)域具有更少的銦的GaN或AlInGaN或InGaN。
[0028] 例如，阻擋區(qū)比與其鄰接的子區(qū)域更薄。例如，子區(qū)域沿其有源區(qū)的主延伸方向具 有至少20nm、特別地至少100nm的厚度，其中阻擋區(qū)沿主延伸方向具有小于lOOOnm、特別地 小于lOOnm的厚度。
[0029] 例如，各個有源區(qū)均包括基于在不同的子區(qū)域中具有不同銦濃度的InGaN的兩個 或更多個子區(qū)域。子區(qū)域通過布置在每一對相鄰子區(qū)域之間、與兩個相鄰子區(qū)域直接接觸 的阻擋區(qū)分隔。阻擋區(qū)沿主延伸方向（也是有源區(qū)的生長方向）是薄的。例如，阻擋區(qū)具 有至多30nm、典型地至多4nm、優(yōu)選地至多3nm的厚度。子區(qū)域的典型厚度為至少10nm、特 別優(yōu)選為至少20nm。由于有源區(qū)例如納米棒的無缺陷生長，這些子區(qū)域均可以垂直于生長 軸方向延伸lOOnm或更大。優(yōu)選地有源區(qū)的各個子區(qū)域均比子區(qū)域的各個阻擋區(qū)更厚。
[0030] 多個子區(qū)域可以在銦濃度和/或厚度上不同并且各個有源區(qū)選擇為產(chǎn)生單一的 白光或具有期望的相關(guān)色坐標的色域內(nèi)的任何其他光。這可以通過各自InGaN子區(qū)域的合 適的厚度和/或量實現(xiàn)。
[0031] (Al，In，Ga)N阻擋區(qū)的材料組成以在相鄰子區(qū)域之間提供幾乎相等的勢壘高度的 方式進行選擇。這使得有源區(qū)中載流子分布更加均勻。對于例如具有藍色（例如，約460nm 的發(fā)射波長）子區(qū)域、綠色（例如，約530nm的發(fā)射波長）子區(qū)域、黃色（例如，約570nm的 發(fā)射波長）子區(qū)域和紅色（例如，約615nm的發(fā)射波長）子區(qū)域的基于InGaN的有源區(qū)， 有利的是，選擇一個藍光發(fā)射子區(qū)域，三個綠光發(fā)射子區(qū)域，一個黃光發(fā)射子區(qū)域和三個紅 光發(fā)射子區(qū)域以補償隨著銦濃度的增加而減少的效率并且使發(fā)射的光的色坐標滿足高CRI 和高效率的要求。
[0032] 為了避免隨著發(fā)射波長的增加而增加勢壘高度，在綠光發(fā)射區(qū)和藍光發(fā)射區(qū)之間 的阻擋區(qū)應(yīng)為具有藍紫色（等于約420nm的發(fā)射波長）帶隙的InGaN或GaN，在綠光發(fā)射區(qū) 之間的阻擋區(qū)應(yīng)為具有藍綠色（等于約480nm的發(fā)射波長）帶隙的InGaN或GaN，以及在綠 光發(fā)射區(qū)和黃光發(fā)射區(qū)之間的阻擋區(qū)應(yīng)為具有有些汽油藍（petrol)(等于約500nm的發(fā)射 波長）的帶隙的InGaN或GaN，黃光發(fā)射區(qū)和紅光發(fā)射區(qū)之間的阻擋區(qū)應(yīng)為具有綠色（等于 約520-540nm的發(fā)射波長）帶隙的InGaN或GaN，以及在紅光發(fā)射區(qū)之間的阻擋區(qū)應(yīng)為具有 黃/琥拍色（等于約560-590nm的發(fā)射波長）帶隙的InGaN或GaN。與具有更小的帶隙的 子區(qū)域中不可避免的再吸收相比，阻擋區(qū)中的再吸收是可忽略的。然而，阻擋區(qū)的小厚度支 持減少的吸收損失。假設(shè)有源區(qū)中具有高結(jié)晶質(zhì)量，也就是InGaN子區(qū)域中的非輻射損失 非常少，所以其內(nèi)部量子效率可以非常高。因此，幾乎只有斯托克斯損失將對再吸收過程的 損失有貢獻。
[0033] 例如，不同的顏色的銦濃度如下：藍色15% -20%，綠色25 % -30%，紅色約40 %。
[0034] 對于基于InGaN的有源區(qū)例如InGaN納米棒，可以通過沿著生長軸變化的銦濃度 來在單一有源區(qū)內(nèi)產(chǎn)生白光。這使得白色發(fā)光二極管的直徑縮減因而例如微米或納米的像 素尺寸顯示為低于50nm，最終達約20nm至30nm。這樣的納米棒的陣列可以用作白光LED 的有源區(qū)。
[0035] -般而言，pn結(jié)為沿軸線方向，在有源區(qū)InGaN子區(qū)域的沉積之后生長p偵L
[0036] 這樣結(jié)構(gòu)中的問題為色坐標隨著溫度變化的有限的穩(wěn)定性：由于增加的載流子遷 移率和隨后的對于淺定域中心的不敏感性，更多的載流子將轉(zhuǎn)移到最低能態(tài)并因此導致朝 著更長波長移動的發(fā)射光譜。為了克服這個問題，如上所述在有源區(qū)的垂直相鄰子區(qū)域之 間引入阻擋區(qū)證明是有利的。
[0037] 有源區(qū)也可以基于第II-VI族化合物半導體材料。例如，子區(qū)域因此基于比阻擋 區(qū)具有更小的帶隙的第II-VI族的化合物半導體材料，所述阻擋區(qū)也可以基于第II-VI族 化合物半導體材料。第II-VI族化合物半導體材料包括來自第二主族的至少一種元素，例 如Be、Mg、Ca、Sr、Zn、Cd、Hg，以及來自第六主族的一種元素，例如0、S、Se、Te。特別地，第 II-VI族化合物半導體材料包含包括來自第二主族的至少一種元素和來自第六主族的至少 一種元素的二元、三元或四元化合物。此外這樣的二元、三元或四元化合物可以包括例如一 種或更多種摻雜劑和附加成分。第II-VI族化合物半導體材料例如包括：ZnO、ZnMgO、CdS、 ZnCdS、MgBeO、ZnCdSe、ZnSSe。
[0038] 特別地對于基于第II-VI族化合物半導體材料的有源區(qū)，可以是光泵浦子區(qū)域或 有源區(qū)。這意味著：特別是在這種情況下，子區(qū)域中的一個或更多個或有源區(qū)中的一個或更 多個可以通過光泵浦。
[0039] 此外發(fā)光二極管可以包括電泵浦的基于第III族-N化合物半導體材料的有源區(qū) 和通過所述第III族-N區(qū)光泵浦的基于第II-VI族化合物半導體材料的有源區(qū)。
[0040] 根據(jù)發(fā)光二極管的一個方面，在相同有源區(qū)中的至少兩個子區(qū)域中，光的發(fā)射通 過電產(chǎn)生。例如，在這種情況下，有源區(qū)的所有子區(qū)域通過電泵浦。在這種情況下，各個分 區(qū)（subsection)中的光主要通過載流子注入生成。
[0041] 在這種情況下，在兩個電驅(qū)動子區(qū)域之間可以布置有隧道結(jié)。因此，阻擋區(qū)本身可 以作為兩個電驅(qū)動子區(qū)域之間的隧道結(jié)。例如，有源區(qū)的電接觸在多個有源區(qū)的頂部處和 底部處。在有源區(qū)中通過載流子注入產(chǎn)生光子。
[0042] 隧道結(jié)可以例如由兩層組成：第一層為p+摻雜層，例如銦含量彡5%的p+InGaN ; 第二層為n+層，例如銦含量彡3%的n+InGaN。
[0043] 在第一層和第二層之間可以布置有間隔物（spacer)并且引入間隔物以防止載流 子的補償。間隔物可以由（Al，In，Ga)N組成。間隔物和/或兩個層可以由短周期超晶格組 成。
[0044] 特別地，有源層的帶隙設(shè)計（內(nèi)部或外部電場，各個子區(qū)域中漸變的銦濃度或離 散的銦濃度）使得能夠?qū)1 InGaN勢壘具體調(diào)節(jié)為具有最佳勢壘高度和厚度以避免載流子 溢流并提供阻擋區(qū)的所需光的和電的透明度。根據(jù)一個方面，勢壘由帶隙大于周圍子區(qū)域 的組合物的AlInGaN組成、特別是帶隙大于周圍子區(qū)域的InGaN。勢魚層的厚度小于100nm、 特別地小于20nm、尤其小于5nm。
[0045] 阻擋區(qū)用作隧道結(jié)使得載流子更加有效和可控地注入相鄰子區(qū)域內(nèi)。隧道結(jié)隨著 銦濃度的增加和帶隙的各自縮減而變得更加有效。這也使得摻雜濃度（η型和p型兩者） 增加。隧道結(jié)（也就是相鄰子區(qū)域之間的阻擋區(qū)）的性能的明顯益處通過調(diào)節(jié)至各個子區(qū) 域的發(fā)射波長的增加的銦濃度產(chǎn)生。為了更加精確和陡峭的摻雜分布，可以在隧道結(jié)的P+ 層和Π +層之間引入名義上未摻雜的間隔物。該間隔物由一個或更多個（Al，In，Ga)N層組 成。合適的隧道結(jié)為例如在通過引用并入的文獻US2011/0012088中所描述的。間隔物的 厚度為例如至多5nm、典型地小于2nm。優(yōu)選地，這樣的隧道結(jié)（也就是阻擋區(qū)）的整體厚 度為至少l〇nm并且至多30nm。
[0046] 根據(jù)發(fā)光二極管的一個方面，在至少一個有源區(qū)的至少一個第一子區(qū)域中，光的 發(fā)射通過電產(chǎn)生，并且在相同有源區(qū)中的至少一個第二子區(qū)域中，光的發(fā)射歸因于通過第 一子區(qū)域的光進行的光泵浦。例如，為了將pn結(jié)定位在有源區(qū)的藍光發(fā)射或紫外輻射發(fā)射 分區(qū)中，阻擋區(qū)是η摻雜的。在該子區(qū)域中，光通過電產(chǎn)生并且用于對沿主延伸方向跟隨的 隨后子區(qū)域進行光泵浦。例如在下面的子區(qū)域中，產(chǎn)生光泵浦的綠光、黃光、琥珀色光和/ 或紅光。因此，有源區(qū)可以形成光導裝置，其可以將至少一個第一子區(qū)域中的光沿著主延伸 方向引導至至少一個第二子區(qū)域。換句話說，泵浦光沿著有源區(qū)的縱軸引導，減少了泵浦光 的損失。
[0047] 因此，在只有一個子區(qū)域通過電泵浦或并非所有的子區(qū)域都通過電泵浦的情況 下，也提供了單片多色發(fā)光二極管或白光的發(fā)光二極管。在這種特定變型中，光泵浦的 InGaN子區(qū)域生長在ρ型或η型子區(qū)域的頂部上并且通過在相同或鄰近有源區(qū)的一部分中 通過電泵浦產(chǎn)生的短波長的光激發(fā)。在這種情況下，光泵浦子區(qū)域的厚度選擇為大于20nm， 典型地為l〇〇nm以上以支持短波長光的吸收并且增加光生成的體積。
[0048] 為了提供良好的ρ接觸，電泵浦子區(qū)域和光泵浦子區(qū)域之間的阻擋區(qū)的厚度大于 10nm，典型地大于100nm以在各個高度上提供用于與有源區(qū)的徑向側(cè)面上的金屬或TC0材 料進行電接觸的足夠大的面積。通過增加 P型或η型接觸中的銦濃度，肖特基勢壘和/或 過渡電阻上的降低可以通過降低工作電壓來實現(xiàn)。例如，有源區(qū)或各個有源區(qū)包括通過電 泵浦的一個或更多個藍光發(fā)射InGaN子區(qū)域。隨后的ρ型InGaN阻擋區(qū)比上述阻擋區(qū)更厚 并且具有至少l〇〇nm的厚度，例如約150nm。阻擋區(qū)后接至少一個光泵浦InGaN子區(qū)域。例 如，厚的阻擋區(qū)后接三個綠光發(fā)射子區(qū)域、兩個黃光發(fā)射子區(qū)域和三個紅光發(fā)射子區(qū)域。與 上述阻擋區(qū)類似，各個光泵浦的子區(qū)域之間還引入薄阻擋區(qū)。對于P型子區(qū)域，Mg可以用 作摻雜劑。使用外殼面積（即該子區(qū)域的側(cè)壁）建立電接觸。
[0049] 有利地，通過有源區(qū)發(fā)射的光的色坐標和色溫可以通過子區(qū)域的數(shù)量和/或總體 積調(diào)節(jié)。例如，通過調(diào)節(jié)各個子區(qū)域中的銦濃度，可以設(shè)置各個子區(qū)域中產(chǎn)生的光的顏色。 各個子區(qū)域中的銦含量可以經(jīng)由參數(shù)例如有源區(qū)制造期間的生長溫度、子區(qū)域生長期間物 質(zhì)流動和/或生長速度確定。各個子區(qū)域的體積可以通過例如鄰接子區(qū)域的阻擋區(qū)的距離 而變化以獲得由有源區(qū)發(fā)射的光的期望光譜分布。
[0050] 根據(jù)發(fā)光二極管芯片的至少一個方面，有源區(qū)中的至少之一配置成發(fā)射白光。例 如，白光是由有源區(qū)的子區(qū)域中產(chǎn)生的光組合成的混合光。例如，有源區(qū)包括在發(fā)光二極管 芯片的工作期間發(fā)射藍光的子區(qū)域、發(fā)射紅光的子區(qū)域以及發(fā)射綠光的子區(qū)域。
[0051] 根據(jù)發(fā)光二極管芯片的一個方面，有源區(qū)中的至少一個有源區(qū)、例如有源區(qū)中的 大多數(shù)有源區(qū)或所有的有源區(qū)具有配置成發(fā)射白光的子區(qū)域。例如，該子區(qū)域中的銦濃度 以如下方式沿著子區(qū)域的主延伸方向變化：子區(qū)域本身發(fā)射混合光例如白光。
[0052] 還詳述了用于制造此處描述的發(fā)光二極管芯片的方法。通過該方法可以制造此處 描述的發(fā)光二極管芯片。因此，公開發(fā)光二極管芯片的所有特征以用于該方法。
[0053] 下面，就發(fā)光二極管芯片的實施方案詳細說明此處描述的發(fā)光二極管芯片。
[0054] 圖1示出此處描述的發(fā)光二極管芯片的實施方案的示意圖。
[0055] 結(jié)合圖2A、圖2B、圖2C、圖3A、圖3B、圖4、圖5、圖6更詳細地說明此處描述的發(fā)光 二極管芯片的實施方案的有源區(qū)。
[0056] 在示例性實施方案和附圖中，類似或起類似作用的構(gòu)成部分擁有相同的附圖標 記。圖中示出的元件及相互之間的尺寸關(guān)系不應(yīng)該被看作是按真實比例的。相反，為了更 好的表示和/或更好的理解，單個元件可以用放大的尺寸表示。
[0057] 圖1示出此處描述的發(fā)光二極管芯片的示意圖。發(fā)光二極管芯片包括半導體本體 1。半導體本體1具有第一接觸層4。例如第一接觸層4通過基于氮化物化合物半導體材料 的半導體材料形成。在第一接觸層4的一個表面上布置有多個有源區(qū)2。有源區(qū)2為具有 主延伸方向R并且沿側(cè)向方向L彼此隔開的納米結(jié)構(gòu)，其可以和彼此接觸的納米結(jié)構(gòu)一樣 小。例如，有源區(qū)2外延生長在第一接觸層4的頂表面上。
[0058] 還可以去除生長襯底并且通過載體和/或鏡面層給出層4。例如，鏡面層由例如 Ag含量彡100%的含Ag合金形成。在這種情況下，發(fā)光二極管芯片可以是薄膜設(shè)計。
[0059] 例如，有源區(qū)2為外延生長在半導體本體的頂表面上的納米結(jié)構(gòu)。例如，納米結(jié)構(gòu) 通過M0VPE(金屬有機物氣相外延）生長的方法來生長。此外，可以通過MBE(分子束外延） 生長來生長納米結(jié)構(gòu)。
[0060] 納米結(jié)構(gòu)的生長可以以自組織的方式來進行。還可以使用用于生長納米結(jié)構(gòu)的掩 模層。例如，在半導體本體的頂表面上形成由SiNx、Si02、Ti和/或Ni組成的掩模層。在 這種情況下，用于各個納米結(jié)構(gòu)的籽晶可以形成在直接在頂表面上的掩模層的開口中。然 后在各個籽晶的區(qū)域中生長納米結(jié)構(gòu)。掩模層的使用使得能夠在可預(yù)選的位置處形成納米 結(jié)構(gòu)。這使得可以精確設(shè)置納米結(jié)構(gòu)的密度。例如，納米結(jié)構(gòu)的密度可以通過掩模層中開 口的數(shù)量和位置有效地控制，掩模層可以例如通過將圖案轉(zhuǎn)移到附加抗蝕劑層并且經(jīng)由隨 后的刻蝕步驟的光刻或納米壓印光刻而圖案化成掩模層和/或掩模層的開口的延伸。掩模 層的使用允許規(guī)則排列的納米結(jié)構(gòu)的制造和例如位置受控的納米棒的生長。
[0061] 還可以通過MBE生長的方法生長納米結(jié)構(gòu)并且通過M0VPE生長的方法生長半導體 本體。特別地，然后通過自組織MBE生長來生長納米結(jié)構(gòu)。這得到了具有高縱橫比和例如 所有納米結(jié)構(gòu)的平均直徑小于或等于7〇nm、例如小于或等于50nm的小直徑的結(jié)構(gòu)。因此， 通過采用納米結(jié)構(gòu)的MBE生長可以實現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)的高密度。此外，納米結(jié)構(gòu)的MBE生長提 供了第III族氮化物中的銦濃度的極好的控制并且可以實現(xiàn)高達100%的銦濃度。因此，當 需要特別高的銦濃度時，可以采用納米結(jié)構(gòu)的MBE生長。
[0062] 在圖1的實施方案中，各個有源區(qū)2示為具有圓柱形狀的所謂的納米棒。各個有 源區(qū)2包括也是圓柱形狀的子區(qū)域21、22、23、24,其中阻擋區(qū)3布置在相鄰子區(qū)域之間。因 此，應(yīng)該注意的是，子區(qū)域21、22、23、24和阻擋區(qū)3可以呈現(xiàn)為任何形狀。無需使鄰近子區(qū) 域和勢壘具有相同的形狀。然而，為了簡便起見，所有附圖包括具有盤狀或圓柱形狀的區(qū) 域。
[0063] 有源區(qū)2具有〈lOOOnm的最大直徑d和最大直徑至少3倍的長度1。各個有源區(qū) 2均包括產(chǎn)生顏色互不相同的光的子區(qū)域。子區(qū)域21、22、23、24之間的面積區(qū)3阻礙兩相 鄰子區(qū)域之間電荷載流子的熱活化再分布。例如各個有源層中的所有子區(qū)域都可以通過電 驅(qū)動。在這種情況下，隧道結(jié)6布置在相鄰子區(qū)域之間。由于結(jié)6,各個子區(qū)域發(fā)射通過各 個子區(qū)域中的載流子注入而產(chǎn)生的光。這使得能夠確定通過子區(qū)域、子區(qū)域的銦含量和子 區(qū)域的體積以及各個子區(qū)域的外量子效率來限定每種顏色的光子的數(shù)量。
[0064] 另一方面，可以僅最靠近接觸層中之一（例如第一接觸層4)的子區(qū)域21通過電 驅(qū)動并且在隨后的子區(qū)域22、23、24中輻射的產(chǎn)生是由于利用來自第一子區(qū)域21的光對這 些子區(qū)域進行的光泵浦。由于例如InGaN基子區(qū)域的最高效率在藍色光譜范圍內(nèi)實現(xiàn)，所 以這是非常有效的解決方案。由于有源區(qū)2的幾何形狀，第一子區(qū)域21中產(chǎn)生的泵浦光沿 著主延伸方向R引導并且能夠?qū)崿F(xiàn)用于將藍光有效地轉(zhuǎn)換為不同顏色的更厚區(qū)域。因此， 實現(xiàn)了良好的光耦合并且在InGaN基材料中可以生成待轉(zhuǎn)換的所有顏色，由于相鄰子區(qū)域 之間的折射率的良好匹配，所以InGaN基材料另外地減小了不同顏色的子區(qū)域之間的界面 損失。在這種情況下，為了盡可能減少較長波長子區(qū)域中的再吸收損失，將發(fā)射最長波長 (例如紅光）的子區(qū)域放置為最靠近電驅(qū)動的泵浦區(qū)并且將發(fā)射最短波長（例如綠光）的 子區(qū)域放置為離電驅(qū)動泵浦區(qū)最遠是更有效的。
[0065] 根據(jù)圖1的發(fā)光二極管芯片還包括第二接觸5。例如，第二接觸5可以是例如可以 由對于子區(qū)域中生成的光是透明或半透明的材料形成的層。例如，第二接觸5由透明導電 氧化物例如ΙΤ0或ZnO制成。第二接觸5還可以為導電石墨烯（conducting grapheme)的 薄層。而且接觸5可以為其他形狀。
[0066] 圖2A示出具有三個子區(qū)域21、22、23的單個有源區(qū)2。例如，在發(fā)光二極管芯片 的工作期間，將第一子區(qū)域配置成發(fā)射藍光，將第二子區(qū)域配置成發(fā)射綠光并且將第三子 區(qū)域配置成發(fā)射紅光。圖2B示出類似的有源區(qū)2,其中比子區(qū)域周圍的半導體材料具有更 大帶隙的阻擋區(qū)3布置在兩個相鄰的子區(qū)域之間。各個有源區(qū)均具有例如與阻擋區(qū)3相同 的材料的第一區(qū)20。例如，第一區(qū)20基于GaN并且為η摻雜。在這種情況下，第一子區(qū)域 20例如由n-GaN組成。例如，子區(qū)域21、22、23基于InGaN半導體材料，其中阻擋區(qū)3基于 GaN 或 A1 InGaN 或 InGaN。
[0067] 各個有源區(qū)均可以具有例如基于GaN并且為p摻雜的最終區(qū)30 (在各個圖中未示 出）。最終區(qū)30布置在有源區(qū)的背向第一區(qū)20的一側(cè)。
[0068] 圖2C示出對于圖2A的沒有勢壘的有源區(qū)2和圖2B的具有勢壘的有源區(qū)2的光 致發(fā)光光譜之間的比較。根據(jù)該比較明顯的是，與沒有阻擋區(qū)3的有源區(qū)相比，具有阻擋區(qū) 3的有源層產(chǎn)生的光更明亮而且光譜更寬。
[0069] 在圖3A中有源區(qū)2示出為在長度為約500nm的有源區(qū)內(nèi)具有三個GaN阻擋區(qū)3。 有源區(qū)2具有四個子區(qū)域21、22、23、24，各個子區(qū)域均具有用于提供藍光發(fā)射、綠光發(fā)射、 黃光發(fā)射和紅光發(fā)射的不同的但不連續(xù)的銦濃度。因此，子區(qū)域24的體積可以大于子區(qū)域 23的體積，子區(qū)域23的體積可以大于子區(qū)域22的體積并且子區(qū)域22的體積可以大于子區(qū) 域21的體積?？紤]到各自的量子效率，單獨子區(qū)域的體積可以用于調(diào)節(jié)對應(yīng)波長在總光譜 中的分數(shù)。因此，各個子區(qū)域體積的大小補償?shù)竭_子區(qū)域的泵浦光的不同的量和子區(qū)域的 InGaN基材料中產(chǎn)生的不同顏色的光的不同的量子效率。
[0070] 圖3B示出為了設(shè)置發(fā)射的混合光的特定的色坐標和色溫而具有甚至更多的子區(qū) 域的類似的有源區(qū)2。例如，有源區(qū)包括：用于產(chǎn)生藍光的兩個子區(qū)域21、22 ;用于產(chǎn)生綠光 的兩個子區(qū)域23、24 ;用于產(chǎn)生黃光的一個子區(qū)域25以及用于產(chǎn)生紅光的三個子區(qū)域26、 27、28。
[0071] 圖4示出具有四個子區(qū)域21、22、23、24的有源區(qū)2，各個子區(qū)域均發(fā)射混合光。例 如，第一子區(qū)域21發(fā)射藍綠光，第二子區(qū)域22發(fā)射黃綠光，第三子區(qū)域23發(fā)射橙色光并且 第四子區(qū)域24發(fā)射紅光。例如，不同的顏色通過銦濃度的漸變產(chǎn)生，其中，各個分區(qū)均具有 如下銦漸變：該銦漸變使得前一分區(qū)以與接下來的分區(qū)開始的銦濃度相同的銦濃度結(jié)束。
[0072] 圖5示出具有兩個阻擋區(qū)3的有源區(qū)2,有源區(qū)2中具有例如800nm的長度1，其 中，各個子區(qū)域21、22、23沿主延伸方向R均具有漸變的銦濃度。例如，各個子區(qū)域配置成 發(fā)射白光并且勢壘為隧道結(jié)。
[0073] 因此，此處描述的發(fā)光二極管芯片可以具有全部以相同的方式配置的多個有源區(qū) 2。此外，一個發(fā)光二極管芯片可以包括不同成分的有源區(qū)使得有源區(qū)中的至少兩個有源區(qū) 在其組成方面彼此不同。
[0074] 結(jié)合圖6給出對于此處描述的有源區(qū)2的其他實施例。例如有源區(qū)2可以具有如 下構(gòu)造：
[0075] 構(gòu)造 A
[0076] 2〇 :n_GaN 第一區(qū)
[0077] 21 :電泵浦的發(fā)藍光InGaN子區(qū)域
[0078] 31 :形成有源區(qū)的p型電接觸的p-GaN第一阻擋區(qū)
[0079] 22 :光泵浦的發(fā)紅光InGaN子區(qū)域
[0080] 32 :第二阻擋區(qū)
[0081] 23 :光泵浦的發(fā)黃光InGaN子區(qū)域
[0082] 33 :第三阻擋區(qū)
[0083] 24 :光泵浦的發(fā)綠光InGaN子區(qū)域
[0084] 3〇 :GaN 最終區(qū)
[0085] 在構(gòu)造 A中，電流僅流經(jīng)電泵浦的發(fā)藍光InGaN子區(qū)域21。第一阻擋區(qū)31為p摻 雜的并且形成有源區(qū)的P接觸。在該實施例中，在第一子區(qū)域21和第二子區(qū)域22之間布 置有厚阻擋區(qū)31，其中厚阻擋區(qū)31具有至少100nm的厚度。厚阻擋區(qū)31基于比鄰接厚阻 擋區(qū)的第一子區(qū)域21和第二子區(qū)域22具有更大帶隙的半導體材料，并且將導電材料310 施加到厚阻擋區(qū)31的側(cè)面，其中，第一子區(qū)域21經(jīng)由導電材料310進行電接觸。其余的阻 擋區(qū)為具有至多30nm厚度的薄阻擋區(qū)。例如導電材料310由金屬或TC0材料給出。
[0086] 構(gòu)造 B
[0087] 20 :n_GaN 第一區(qū)
[0088] 24 :電泵浦的發(fā)藍光InGaN子區(qū)域
[0089] 31 :n摻雜的第一阻擋區(qū)
[0090] 23 :光泵浦的發(fā)紅光（n)-InGaN子區(qū)域
[0091] 32 :n摻雜的第二阻擋區(qū)
[0092] 22 :光泵浦的發(fā)黃光（n) -InGaN子區(qū)域
[0093] 33 :n摻雜的第三阻擋區(qū)
[0094] 21 :光泵浦的發(fā)綠光（n) -InGaN子區(qū)域
[0095] 30 :p_GaN 最終區(qū)
[0096] 在構(gòu)造 B中，電流流經(jīng)所有子區(qū)域。然而，只有發(fā)藍光InGaN子區(qū)域24通過電泵 浦。將導電材料310施加到p-GaN區(qū)30。
[0097] 構(gòu)造 C
[0098] 20 :n_GaN 第一區(qū)
[0099] 21 :發(fā)藍光InGaN子區(qū)域
[0100] 31 :能隙為至少3. 4eV的GaN或InGaN阻擋區(qū)
[0101] 22 :發(fā)綠光InGaN子區(qū)域
[0102] 32 :能隙為至少2. 8eV的InGaN阻擋區(qū)
[0103] 23 :發(fā)黃光InGaN子區(qū)域
[0104] 33 :能隙為至少2. 4eV的InGaN阻擋區(qū)
[0105] 24 :發(fā)紅光InGaN子區(qū)域
[0106] 30 :p_GaN 最終區(qū)
[0107] 在構(gòu)造 C中電流流經(jīng)所有子區(qū)域。然而，只有發(fā)藍光InGaN子區(qū)域21通過電泵浦。
[0108] 本發(fā)明不限于基于示例性實施方案描述的示例性實施方案。更準確地說，本發(fā)明 包括任何新的特征并且也包括任何特征的組合，特別地包括權(quán)利要求中的特征的任意組合 以及示例性實施方案中的特征的任意組合，即使該特征或該組合本身未在權(quán)利要求或示例 性實施方案中明確地說明也是如此。
【權(quán)利要求】
1. 一種發(fā)光二極管芯片，包括： -具有多個有源區(qū)（2)的半導體本體（1)，其中， -所述有源區(qū)（2)中至少之一具有至少兩個子區(qū)域（21 ··· 28)， -所述有源區(qū)（2)具有布置在所述至少兩個子區(qū)域（21 ·· ·28)中的兩個相鄰子區(qū)域 (21 ··· 28)之間的至少一個阻擋區(qū)（3)， -所述至少兩個子區(qū)域（21 ·· ·28)在所述發(fā)光二極管芯片的工作期間發(fā)射顏色互不 相同的光， -在所述子區(qū)域（21· · ·28)的至少之一中所述光的發(fā)射通過電產(chǎn)生，并且 -所述阻擋區(qū)（3)配置成阻礙所述兩個相鄰子區(qū)域（21 ·· ·28)之間的電荷載流子的 熱活化再分布。
2. 根據(jù)前一權(quán)利要求所述的發(fā)光二極管芯片，其中， -所述有源區(qū)（2)具有主延伸方向（R)， -所述有源區(qū)（2)中的至少一些在相對于所述主延伸方向（R)處于側(cè)向的方向（L)上 彼此隔開，或者所述有源區(qū)（2)中的至少一些在所述側(cè)向方向上彼此部分地接觸， -所述有源區(qū)（2)為納米結(jié)構(gòu)并且所述有源區(qū)（2)中至少之一的最大直徑為lOOOnm并 且縱橫比為至少3， -將所述子區(qū)域（21 ··· 28)沿著所述子區(qū)域（21 ··· 28)的所述有源區(qū)（2)的所 述主延伸方向（R)布置并且在每對相鄰子區(qū)域（21 ··· 28)之間僅布置一個阻擋區(qū)（3)， -各個子區(qū)域（21 ··· 28)均基于包含銦的氮化物化合物半導體材料，該包含銦的氮 化物化合物半導體材料基于（Al，In，Ga) N特別是InGaN的半導體材料， -各個阻擋區(qū)（3)均基于與鄰接所述阻擋區(qū)（3)的所述子區(qū)域（21 ·· ·28)相比具有 更大帶隙的至少一種氮化物化合物半導體材料， -各個阻擋區(qū)⑶均基于GaN或A1 InGaN或InGaN，以及 -各個阻擋區(qū)（3)在所述有源區(qū)的所述主延伸方向上比各個子區(qū)域（21 ··· 28)更 薄。
3. 根據(jù)前一權(quán)利要求所述的發(fā)光二極管芯片，其中， -所述有源區(qū)（2)具有主延伸方向（R)，并且 -所述有源區(qū)（2)中的至少一些在相對于所述主延伸方向（R)處于側(cè)向的方向（L)上 彼此隔開，或者所述有源區(qū)（2)中的至少一些在所述側(cè)向方向上彼此部分地接觸。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的發(fā)光二極管芯片，其中， -將所述子區(qū)域（21 ··· 28)沿著所述子區(qū)域（21 ··· 28)的所述有源區(qū)（2)的所 述主延伸方向（R)布置并且在每對相鄰子區(qū)域（21 ·· ·28)之間布置至少一個阻擋區(qū)（3)。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的發(fā)光二極管芯片，其中， -所述有源區(qū)（2)為納米結(jié)構(gòu)并且所述有源區(qū)（2)中至少之一的最大直徑為lOOOnm并 且縱橫比為至少3。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的發(fā)光二極管芯片，其中， -各個子區(qū)域（21· · ·28)均基于包含銦的氮化物化合物半導體材料，特別地基于 InGaN半導體材料。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的發(fā)光二極管芯片，其中， -各個阻擋區(qū)（3)均基于與鄰接所述阻擋區(qū)（3)的所述子區(qū)域（21 ·· ·28)相比具有 更大帶隙的至少一種氮化物化合物半導體材料。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的發(fā)光二極管芯片，其中， -各個阻擋區(qū)⑶均基于GaN或AlInGaN或InGaN。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的發(fā)光二極管芯片，其中， -在所述至少一個有源區(qū)（2)的至少兩個子區(qū)域（21 ·· ·28)中所述光的發(fā)射通過電 產(chǎn)生，以及 -在兩個電驅(qū)動子區(qū)域（21 ··· 28)之間布置隧道結(jié)（6)。
10. 根據(jù)前一權(quán)利要求所述的發(fā)光二極管芯片，其中， -將所述兩個電驅(qū)動子區(qū)域（21 ·· ·28)之間的所述阻擋區(qū)（3)用作所述隧道結(jié)（6)。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的發(fā)光二極管芯片，其中， -在所述至少一個有源區(qū)（2)的第一子區(qū)域（21 ·· ·28)中所述光的發(fā)射通過電產(chǎn)生 并且在同一有源區(qū)（2)的相鄰所述第一子區(qū)域的第二子區(qū)域（21 ··· 28)中所述光的發(fā) 射是由于通過所述第一子區(qū)域（21 ··· 28)的光進行的光泵浦。
12. 根據(jù)前一權(quán)利要求所述的發(fā)光二極管芯片，其中， -所述有源區(qū)（2)形成將所述第一子區(qū)域（21 ·· ·28)的光沿著所述主延伸方向（R) 導向所述第二子區(qū)域的光導裝置。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的發(fā)光二極管芯片，其中， 所述第一子區(qū)域（21)和所述第二子區(qū)域（22)之間布置有厚阻擋區(qū)（31)，其中， -所述厚阻擋區(qū)（31)的厚度為至少100nm， -所述厚阻擋區(qū)（31)基于與鄰接所述厚阻擋區(qū)的所述第一和所述第二子區(qū)域（22)相 比具有更大帶隙的半導體材料，并且 -所述厚阻擋區(qū)（31)的側(cè)面施加有導電材料（310)，其中所述第一子區(qū)域（21)經(jīng)由所 述導電材料（310)被電接觸。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的發(fā)光二極管芯片，其中， -將所述有源區(qū)（2)中至少之一配置成發(fā)射白光。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的發(fā)光二極管芯片，其中， -所述有源區(qū)（2)中至少之一具有配置成發(fā)射白光的子區(qū)域（21 ··· 28)。
16. -種用于生產(chǎn)發(fā)光二極管芯片的方法，包括以下步驟： -外延生長具有多個有源區(qū)（2)的半導體本體（1)，其中， -所述有源區(qū)（2)中至少之一具有至少兩個子區(qū)域（21 ··· 28)， -所述有源區(qū)（2)具有布置在所述至少兩個子區(qū)域（21 ··· 28)的兩個相鄰子區(qū)域 (21 ··· 28)之間的至少一個阻擋區(qū)（3)， -所述至少兩個子區(qū)域（21 ·· ·28)在發(fā)光二極管芯片的工作期間發(fā)射顏色互不相同 的光， -在所述子區(qū)域（21· · ·28)的至少之一中所述光的發(fā)射通過電產(chǎn)生， -將所述阻擋區(qū)（3)配置成阻礙所述兩個相鄰子區(qū)域（21 ·· ·28)之間的電荷載流子 的熱活化再分布， -所述有源區(qū)（2)具有主延伸方向（R)， -所述有源區(qū)（2)在相對于所述主延伸方向（R)處于側(cè)向的方向（L)上彼此隔開， -將所述子區(qū)域（21 ··· 28)沿所述子區(qū)域（21 ··· 28)的所述有源區(qū)（2)的所述 主延伸方向（R)布置并且在每對相鄰子區(qū)域（21 ··· 28)之間布置至少一個阻擋區(qū)（3)， -所述有源區(qū)（2)為納米結(jié)構(gòu)并且所述有源區(qū)（2)中至少之一的最大直徑為lOOOnm并 且縱橫比為至少3， -各個子區(qū)域（21· · ·28)均基于包含銦的氮化物化合物半導體材料，特別地基于 InGaN半導體材料， -各個阻擋區(qū)（3)均基于與鄰接所述阻擋區(qū)（3)的所述子區(qū)域（21 ·· ·28)相比具有 更大帶隙的至少一種氮化物化合物半導體材料， -在所述至少一個有源區(qū)（2)的至少一個第一子區(qū)域（21 ·· ·28)中所述光的發(fā)射通 過電產(chǎn)生并且在同一有源區(qū)（2)的至少一個第二子區(qū)域（21 ··· 28)中所述光發(fā)射是由 于通過所述第一子區(qū)域（21 ··· 28)的光進行的光泵浦， -所述有源區(qū)（2)形成將所述至少一個第一子區(qū)域（21 ·· ·28)的光沿著所述主延伸 方向（R)導向所述至少一個第二子區(qū)域的光導裝置， -將所述有源區(qū)（2)中至少之一配置成發(fā)射白光，以及 -所述有源區(qū)（2)中至少之一具有配置成發(fā)射白光的子區(qū)域（21 ··· 28)。
17.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的方法，其中，制造根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項所述的發(fā) 光二極管芯片。
【文檔編號】H01L33/32GK104094420SQ201380006090
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月20日
【發(fā)明者】馬丁·斯特拉斯伯格, 恩里克·卡爾加-帕爾多, 史蒂文·艾伯特, 阿納·瑪麗亞·本戈切亞恩卡沃, 米格爾·安格爾·桑切斯-加西亞, 馬丁·曼德爾, 克里斯托弗·克爾佩爾 申請人:歐司朗光電半導體有限公司