專利名稱：多波長發(fā)光二極管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體照明器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多波長發(fā)光二極管及其制造 方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)作為光源以其功耗低、壽命長、可靠性高等特點，在日常 生活中的許多領(lǐng)域得到了普遍的認(rèn)可，在電子產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用，例如顯示器背光等。近 年來，以GaN基發(fā)光二極管為代表的短波長發(fā)光二極管在基礎(chǔ)研究和商業(yè)應(yīng)用上取得了很 大進(jìn)步。目前普遍應(yīng)用的GaN基發(fā)光二極管中的多量子阱結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖中的InGaN/ GaN多量子阱結(jié)構(gòu)110由GaN勢壘層113和InGaN勢阱層112多層堆疊而成，其上形成有ρ 型摻雜的AlGaN層111，其下方形成有η型摻雜的AlGaN層114。半導(dǎo)體發(fā)光二極管的最大的市場之一便是將傳統(tǒng)的燈泡替換為節(jié)能燈。但目前的 發(fā)光二極管制造集中于單一波長的發(fā)光二極管，要轉(zhuǎn)化為白光必須通過熒光物質(zhì)。這種方 式在應(yīng)用于照明或發(fā)光應(yīng)用時會降低能量轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種多波長發(fā)光二極管及其制造方法，能夠發(fā)出多個波長 的光線，混合后成為白光，從而提高能量轉(zhuǎn)化效率并降低制造成本。本發(fā)明提供的一種多波長發(fā)光二極管，包括襯底和位于所述襯底上的復(fù)數(shù)個多量 子阱發(fā)光單元，其中，所述復(fù)數(shù)個多量子阱發(fā)光單元所發(fā)出光線的波長不同使得混合后成 為白光。可選的，所述復(fù)數(shù)個多量子阱發(fā)光單元的數(shù)量大于或等于2。所述多量子阱發(fā)光單元包括多量子阱結(jié)構(gòu)和位于所述多量子阱結(jié)構(gòu)上方的ρ型 摻雜的AlGaN層、ρ+摻雜的GaN層，透明導(dǎo)電膜以及ρ型歐姆接觸電極；和位于所述多量子阱結(jié)構(gòu)下方的η.摻雜的GaN層、η型摻雜的GaN層、GaN緩沖層、 η型歐姆接觸電極?？蛇x的，每個多量子阱結(jié)構(gòu)包括N個量子阱，所述N個量子阱中的N包括大于等于 1且小于等于100的整數(shù)?？蛇x的，所述復(fù)數(shù)個多量子阱發(fā)光單元包括第一多量子阱發(fā)光單元、第二多量子 阱發(fā)光單元和第三多量子阱發(fā)光單元，所述第一多量子阱發(fā)光單元的勢壘層材料的光學(xué)帶 隙大于2eV，勢阱層材料的光學(xué)帶隙小于2eV材料；所述第二多量子阱發(fā)光單元的勢壘層材 料的光學(xué)帶隙大于2. 5eV，勢阱層材料的光學(xué)帶隙小于2. 5eV ；所述第三多量子阱發(fā)光單元 的勢壘層材料的光學(xué)帶隙大于3eV，勢阱層材料的光學(xué)帶隙小于3eV?？蛇x的，所述第一多量子阱發(fā)光單元的勢壘層材料包括但不限于GaN、AlGaAs，勢 阱層材料包括但不限于GaAs、InP ；所述第二多量子阱發(fā)光單元的勢壘層材料包括但不限于GaN，勢阱層材料包括但
4不限于 InN、GaP、A1P、AlAs、InGaP ；所述第三多量子阱發(fā)光單元的勢壘層材料包括但不限于GaN，勢阱層材料包括但 不限于InGaN?？蛇x的，所述多量子阱結(jié)構(gòu)包括第一多量子阱結(jié)構(gòu)、第二多量子阱結(jié)構(gòu)和第三多 量子阱結(jié)構(gòu)，所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)位于η型摻雜GaN層的上方，所述第三多量子阱結(jié)構(gòu)位 于所述P型摻雜AlGaN層的下方，所述第二多量子阱結(jié)構(gòu)位于第一和第三多量子阱結(jié)構(gòu)之 間?？蛇x的，所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光波長大于所述第二多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光波 長，所述第二多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光波長大于所述第三多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光波長，其中，所述 第一多量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材料的光學(xué)帶隙大于2eV，勢阱層材料的光學(xué)帶隙小于2eV材 料；所述第二多量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材料的光學(xué)帶隙大于2. 5eV,勢阱層材料的光學(xué)帶隙 小于2. 5eV ；所述第三多量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材料的光學(xué)帶隙大于3eV，勢阱層材料的光學(xué) 帶隙小于3eV。可選的，所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材料包括但不限于GaN、AlGaAs，勢阱層 材料包括但不限于GaAs、InP ；所述第二多量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材料包括但不限于GaN，勢阱層材料包括但不限 于 InN、GaP、A1P、AlAs、InGaP ；所述第三多量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材料包括但不限于GaN，勢阱層材料包括但不限 于 InGaN?？蛇x的，所述多個多量子阱結(jié)構(gòu)之間具有高帶隙勢壘材料層。可選的，所述高帶隙勢壘材料為AlGaN。可選的，所述襯底為藍(lán)寶石、硅或鍺。本發(fā)明提供的一種多波長發(fā)光二極管的制造方法，包括提供襯底，在所述襯底表面沉積GaN緩沖層、η型GaN和n+GaN ；沉積介電材料層；利用掩模光刻工藝定義多量子阱結(jié)構(gòu)區(qū)域，制備多量子阱結(jié)構(gòu)；去除所述介電材料層；制備ρ型GaN、P+GaN和接觸電極。所述制備多量子阱結(jié)構(gòu)的步驟包括下列步驟；使用第一道光掩膜，以定義第一波長多量子阱結(jié)構(gòu)區(qū)域，制備第一波長多量子阱 結(jié)構(gòu)；沉積介電材料以保護(hù)所述第一波長多量子阱結(jié)構(gòu)，使用第二道光掩膜，以定義第 二波長多量子阱結(jié)構(gòu)區(qū)域，制備第二波長多量子阱結(jié)構(gòu)；沉積介電材料以保護(hù)所述第二波長多量子阱結(jié)構(gòu)，使用第三道光掩膜，以定義第 三波長多量子阱結(jié)構(gòu)區(qū)域，制備第三波長多量子阱結(jié)構(gòu)。所述各波長多量子阱結(jié)構(gòu)區(qū)域發(fā)射光混合成白光，各區(qū)域的光強(qiáng)和波長可調(diào)。可選的，所述第一波長多量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材料的光學(xué)帶隙大于2eV，勢阱層 材料的光學(xué)帶隙小于2eV材料；所述第二波長多量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材料的光學(xué)帶隙大于
52. 5eV，勢阱層材料的光學(xué)帶隙小于2. 5eV ；所述第三波長多量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材料的光 學(xué)帶隙大于3eV，勢阱層材料的光學(xué)帶隙小于3eV?？蛇x的，所述第一波長多量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材料包括但不限于GaN、AlGaAs，勢 阱層材料包括但不限于GaAs、InP ；所述第二波長多量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材料包括但不限于GaN，勢阱層材料包括但 不限于 InN、GaP、A1P、AlAs、InGaP ；所述第三波長多量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材料包括但不限于GaN，勢阱層材料包括但 不限于InGaN。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明的多波長發(fā)光二極管包括多個多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光單元，每個多量子阱結(jié) 構(gòu)發(fā)出不同波長的光線，不同波長的光線混合后成為白光，較單一波長的發(fā)光二極管具有 更高的能量轉(zhuǎn)換效率。


通過附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實施例的更具體說明，本發(fā)明的上述及其它目 的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按 比例繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。圖1為GaN基發(fā)光二極管中的多量子阱結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a至圖2c為根據(jù)本發(fā)明多波長發(fā)光二極管實施例的示意圖；圖3至圖5為根據(jù)本發(fā)明多波長發(fā)光二極管實施例的多量子阱發(fā)光單元結(jié)構(gòu)示意 圖；圖6a至圖6m為說明本發(fā)明多波長發(fā)光二極管制造方法的器件剖面示意圖。所述示圖是說明性的，而非限制性的，在此不能過度限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明 的具體實施方式
做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā) 明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不 違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。圖2a至圖2c為根據(jù)本發(fā)明多波長發(fā)光二極管實施例的示意圖。如圖所示，本發(fā) 明的多波長發(fā)光二極管包括襯底和形成在襯底上的復(fù)數(shù)個多量子阱發(fā)光單元10、20和30， 其中，每個多量子阱發(fā)光單元所發(fā)出光線的波長不同，這些光混合后成為白光。需要說明的 是，本發(fā)明多波長發(fā)光二極管的多量子阱發(fā)光單元的數(shù)量大于或等于2個。本實施例以三 個多量子阱發(fā)光單元為例進(jìn)行描述。在其他實施例中還可以是2個或3個以上的復(fù)數(shù)個。 襯底11為藍(lán)寶石、硅或鍺，多量子阱發(fā)光單元10、20和30在襯底11上的排列方式可以任 意設(shè)定，圖2a至圖2c描述了三種常用的不同的排列方式，但并不排除其他的排列方式。每個多量子阱發(fā)光單元10、20和30又包括多量子阱結(jié)構(gòu)和形成于所述多量子阱 結(jié)構(gòu)上方的P型摻雜的AlGaN層、P+摻雜的GaN層，透明導(dǎo)電膜以及P型歐姆接觸電極和形 成于多量子阱結(jié)構(gòu)下方的n+摻雜的GaN層、η型摻雜的GaN層、GaN緩沖層、η型歐姆接觸電極。量子阱結(jié)構(gòu)包括摻雜或非摻雜的勢壘層和勢阱層，且勢阱層的帶隙小于勢壘層。多 量子阱即為多個非摻雜的勢壘層和非摻雜的勢阱層交替堆疊在一起的結(jié)構(gòu)。圖3至圖5為 根據(jù)本發(fā)明多波長發(fā)光二極管實施例的多量子阱發(fā)光單元10、20和30的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3 為多量子阱發(fā)光單元包含單個多量子阱結(jié)構(gòu)的情形。如圖3所示，多量子阱結(jié)構(gòu)200上方 是P型摻雜的AlGaN層211、p+摻雜(ρ型重?fù)诫s)的GaN層212，TCO透明導(dǎo)電層213以及 ρ型歐姆接觸電極214;在多量子阱結(jié)構(gòu)200下方具有η+摻雜(η型重?fù)诫s)的GaN層204、 η型摻雜的GaN層203、GaN緩沖層201和同樣起緩沖作用的非摻雜的GaN層202、以及襯底 11和與η.摻雜的GaN層204歐姆接觸的η型電極215。每個多量子阱結(jié)構(gòu)200包括N個 量子阱，所述N個量子阱中的N包括大于等于1且小于等于100的整數(shù)。為了得到不同波長的光波，本實施例中，第一多量子阱發(fā)光單元10的勢壘層205 材料的光學(xué)帶隙大于2eV，包括GaN，AlGaAs或其它帶隙高于2. OeV以上的材料，勢阱層206 材料的光學(xué)帶隙小于2eV材料，如GaAs、InP或其它帶隙小于2eV的材料；第二多量子阱發(fā) 光單元20的勢壘層205材料的光學(xué)帶隙大于2. 5eV,包括但不限于GaN，勢阱層206材料的 光學(xué)帶隙小于2. 5eV，例如InN，GaP, AlP, AlAs或InGaP，或其它光學(xué)帶隙小于2. 5eV的材 料；第三多量子阱發(fā)光單元的勢壘層205材料的光學(xué)帶隙大于3eV，包括但不限于GaN，勢阱 層206材料的光學(xué)帶隙小于3eV，包括但不限于InGaN。通過調(diào)節(jié)銦(In)的摻雜濃度可以 改變勢阱層的帶隙，從而改變多量子阱發(fā)光單元發(fā)出光線的波長。本實施例中的第一多量 子阱發(fā)光單元10發(fā)出紅光，第二多量子阱發(fā)光單元20發(fā)出綠光，第三多量子阱發(fā)光單元30 發(fā)出藍(lán)光或深紫外(UV)光，混合后成為白光。圖4和圖5為多量子阱發(fā)光單元包含多個多量子阱結(jié)構(gòu)的情形。多量子阱發(fā)光單 元。如圖4所示，本實施例中，多量子阱發(fā)光單元10、20或30三個多量子阱結(jié)構(gòu)220、230和 240。在其它實施例中，多量子阱結(jié)構(gòu)還可以是兩個或多個。第一多量子阱結(jié)構(gòu)220位于η 型摻雜GaN層204的上方，第三多量子阱結(jié)構(gòu)240位于所述ρ型摻雜AlGaN層211的下方， 第二多量子阱結(jié)構(gòu)230位于第一和第三多量子阱結(jié)構(gòu)220和240之間。作為優(yōu)選實施例， 第一多量子阱結(jié)構(gòu)220的發(fā)光波長大于第二多量子阱結(jié)構(gòu)230的發(fā)光波長，第二多量子阱 結(jié)構(gòu)230的發(fā)光波長大于第三多量子阱結(jié)構(gòu)240的發(fā)光波長。為此，第一多量子阱結(jié)構(gòu)200 的勢壘層205材料的光學(xué)帶隙大于2eV，勢阱層206材料的光學(xué)帶隙小于2eV材料；第二多 量子阱結(jié)構(gòu)230的勢壘層207材料的光學(xué)帶隙大于2. 5eV,勢阱層208材料的光學(xué)帶隙小 于2. 5eV ；第三多量子阱結(jié)構(gòu)240的勢壘層209材料的光學(xué)帶隙大于3eV，勢阱層210材料 的光學(xué)帶隙小于3eV。第一多量子阱結(jié)構(gòu)220的勢壘層205的材料包括但不限于GaN、AlGaAs,勢阱層 206的材料包括但不限于GaAs、InP。第二多量子阱結(jié)構(gòu)230的勢壘層207的材料包括但不 限于GaN，勢阱層208的材料包括但不限于InN、GaP、AlP、AlAs、InGaP。第三多量子阱結(jié)構(gòu) 240的勢壘層209的材料包括但不限于GaN，勢阱層210的材料包括但不限于InGaN。在圖5所示的另一個實施例中，第一多量子阱結(jié)構(gòu)220和第二多量子阱結(jié)構(gòu)230 之間，第二多量子阱結(jié)構(gòu)230和第三多量子阱結(jié)構(gòu)240之間具有高帶隙勢壘材料層215和 216，該高帶隙勢壘材料為AlGaN，可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)各多量子阱發(fā)光強(qiáng)度。上述多波長發(fā)光二極管的制造方法首先提供襯底，然后在所述襯底表面沉積GaN 緩沖層、η型GaN和n+GaN，隨后沉積介電材料層，例如氮化硅或氧化硅。利用掩模光刻工藝
7定義多量子阱結(jié)構(gòu)區(qū)域，利用外延、離子注入等工藝制備多量子阱結(jié)構(gòu)。圖6a至圖6m為說 明本發(fā)明多波長發(fā)光二極管制造方法的器件剖面示意圖。如圖6a所示，襯底11為藍(lán)寶石、 硅片或鍺，通過標(biāo)準(zhǔn)H2烘烤對襯底11進(jìn)行表面清洗，然后沉積GaN緩沖層、η型GaN層和 n+GaN層。然后在襯底11表面沉積介電材料層12，例如氮化硅或氧化硅，旋涂光致抗蝕劑 (光刻膠)層13。利用掩模50，通過曝光、顯影等光刻工藝圖形化光刻膠層13，如圖6b所 示；刻蝕介電材料層12以定義第一波長多量子阱結(jié)構(gòu)區(qū)域14，如圖6c所示；制備第一波長 多量子阱結(jié)構(gòu)10，如圖6d所示。隨后，沉積介電材料層15以保護(hù)第一波長多量子阱結(jié)構(gòu)10，并旋涂光刻膠層16， 如圖6e所示；使用第二道光掩膜60，通過曝光、顯影等光刻工藝圖形化光刻膠層16，如圖 6f所示；刻蝕介電材料層15和12以定義第二波長多量子阱結(jié)構(gòu)區(qū)域17，如圖6g所示；利 用外延、離子注入工藝制備第二波長多量子阱結(jié)構(gòu)20，如圖6h所示。接下來沉積介電材料層18以保護(hù)所述第二波長多量子阱結(jié)構(gòu)20，并旋涂光刻膠 層19，如圖6i所示；使用第三道光掩膜70，通過曝光、顯影等光刻工藝圖形化光刻膠層19， 如圖6j所示；刻蝕介電材料層18、15和12以定義第三波長多量子阱結(jié)構(gòu)區(qū)域21，如圖6k 所示；制備第三波長多量子阱結(jié)構(gòu)30，如圖61所示。在接下來的工藝步驟中，利用CMP(化學(xué)機(jī)械研磨)工藝研磨去除介電材料層15 和18，直至同時露出第一波長多量子阱結(jié)構(gòu)10、第二波長多量子阱結(jié)構(gòu)20和第三多量子阱 結(jié)構(gòu)30，如圖6m所示。保留介電材料層12，其可作為第一波長多量子阱結(jié)構(gòu)10和第二波 長多量子阱結(jié)構(gòu)20、和第三多量子阱結(jié)構(gòu)30之間的隔離層。在隨后的工藝中，同時在第一 波長多量子阱結(jié)構(gòu)10、第二波長多量子阱結(jié)構(gòu)20和第三多量子阱結(jié)構(gòu)30的表面沉積ρ型 AlGaN層、p+GaN層、TCO層以及ρ型接觸電極。隨后刻蝕部分的多量子阱結(jié)構(gòu)以露出n+GaN 層，制作η型接觸電極。第一波長多量子阱結(jié)構(gòu)10的勢壘層材料的光學(xué)帶隙大于2eV，勢阱層材料的光 學(xué)帶隙小于2eV材料；第二波長多量子阱結(jié)構(gòu)20的勢壘層材料的光學(xué)帶隙大于2. 5eV,勢 阱層材料的光學(xué)帶隙小于2. 5eV ；第三波長多量子阱結(jié)構(gòu)30的勢壘層材料的光學(xué)帶隙大 于3eV，勢阱層材料的光學(xué)帶隙小于3eV。各波長多量子阱結(jié)構(gòu)區(qū)域發(fā)射光混合成白光，各 區(qū)域的光強(qiáng)和波長可調(diào)。所述第一波長多量子阱結(jié)構(gòu)10的勢壘層材料包括但不限于GaN、 AlGaAs，勢阱層材料包括但不限于GaAS、InP ；第二波長多量子阱結(jié)構(gòu)20的勢壘層材料包括 但不限于GaN，勢阱層材料包括但不限于InN、GaP, A1P、AlAs, InGaP ；第三波長多量子阱結(jié) 構(gòu)30的勢壘層材料包括但不限于GaN，勢阱層材料包括但不限于InGaN。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。任 何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技 術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。 因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任 何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
8
權(quán)利要求
一種多波長發(fā)光二極管，其特征在于包括襯底和位于所述襯底上的復(fù)數(shù)個多量子阱發(fā)光單元，其中，所述復(fù)數(shù)個多量子阱發(fā)光單元所發(fā)出光線的波長不同使得混合后成為白光。
2.如權(quán)利要求1所述的多波長發(fā)光二極管，其特征在于所述復(fù)數(shù)個多量子阱發(fā)光單 元的數(shù)量大于或等于2。
3.如權(quán)利要求2所述的多波長發(fā)光二極管，其特征在于所述多量子阱發(fā)光單元包括 多量子阱結(jié)構(gòu)和位于所述多量子阱結(jié)構(gòu)上方的P型摻雜的AlGaN層、P+摻雜的GaN層，透明 導(dǎo)電膜以及P型歐姆接觸電極；和位于所述多量子阱結(jié)構(gòu)下方的n+摻雜的GaN層、η型摻 雜的GaN層、GaN緩沖層、η型歐姆接觸電極。
4.如權(quán)利要求3所述的多波長發(fā)光二極管，其特征在于每個多量子阱結(jié)構(gòu)包括N個 量子阱，所述N個量子阱中的N包括大于等于1且小于等于100的整數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的多波長發(fā)光二極管，其特征在于所述復(fù)數(shù)個多量子阱發(fā)光單 元包括第一多量子阱發(fā)光單元、第二多量子阱發(fā)光單元和第三多量子阱發(fā)光單元，所述第 一多量子阱發(fā)光單元的勢壘層材料的光學(xué)帶隙大于2eV，勢阱層材料的光學(xué)帶隙小于2eV 材料；所述第二多量子阱發(fā)光單元的勢壘層材料的光學(xué)帶隙大于2. 5eV,勢阱層材料的光 學(xué)帶隙小于2. 5eV ；所述第三多量子阱發(fā)光單元的勢壘層材料的光學(xué)帶隙大于3eV，勢阱層 材料的光學(xué)帶隙小于3eV。
6.如權(quán)利要求5所述的多波長發(fā)光二極管，其特征在于所述第一多量子阱發(fā)光單元的勢壘層材料包括但不限于GaN、AlGaAs，勢阱層材料包括 但不限于GaAs、InP ；所述第二多量子阱發(fā)光單元的勢壘層材料包括但不限于GaN，勢阱層材料包括但不限 于 InN、GaP、A1P、AlAs、InGaP ；所述第三多量子阱發(fā)光單元的勢壘層材料包括但不限于GaN，勢阱層材料包括但不限 于 InGaN。
7.如權(quán)利要求3所述的多波長發(fā)光二極管，其特征在于所述多量子阱結(jié)構(gòu)包括第一 多量子阱結(jié)構(gòu)、第二多量子阱結(jié)構(gòu)和第三多量子阱結(jié)構(gòu)，所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)位于η型 摻雜GaN層的上方，所述第三多量子阱結(jié)構(gòu)位于所述ρ型摻雜AlGaN層的下方，所述第二多 量子阱結(jié)構(gòu)位于第一和第三多量子阱結(jié)構(gòu)之間。
8.如權(quán)利要求7所述的多波長發(fā)光二極管，其特征在于所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā) 光波長大于所述第二多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光波長，所述第二多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光波長大于所 述第三多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光波長，其中，所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材料的光學(xué)帶隙 大于2eV，勢阱層材料的光學(xué)帶隙小于2eV材料；所述第二多量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材料的光 學(xué)帶隙大于2. 5eV，勢阱層材料的光學(xué)帶隙小于2. 5eV ；所述第三多量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材 料的光學(xué)帶隙大于3eV，勢阱層材料的光學(xué)帶隙小于3eV。
9.如權(quán)利要求8所述的多波長發(fā)光二極管，其特征在于所述第一多量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材料包括但不限于GaN、AlGaAs，勢阱層材料包括但不 限于 GaAs、InP ；所述第二多量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材料包括但不限于GaN，勢阱層材料包括但不限于 InN、GaP、A1P、AlAs、InGaP ；所述第三多量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材料包括但不限于GaN，勢阱層材料包括但不限于 InGaN0
10.如權(quán)利要求7所述的多波長發(fā)光二極管，其特征在于所述多個多量子阱結(jié)構(gòu)之間 具有高帶隙勢壘材料層。
11.如權(quán)利要求10所述的多波長發(fā)光二極管，其特征在于所述高帶隙勢壘材料為 AlGaN0
12.如權(quán)利要求1所述的多波長發(fā)光二極管，其特征在于所述襯底為藍(lán)寶石、硅或鍺。
13.一種多波長發(fā)光二極管的制造方法，包括提供襯底，在所述襯底表面沉積GaN緩沖層、η型GaN和n+GaN ；沉積介電材料層；利用掩模光刻工藝定義多量子阱結(jié)構(gòu)區(qū)域，制備多量子阱結(jié)構(gòu)；去除所述介電材料層；制備P型GaN、P+GaN和接觸電極。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述制備多量子阱結(jié)構(gòu)的步驟包括下列 步驟；使用第一道光掩膜，以定義第一波長多量子阱結(jié)構(gòu)區(qū)域，制備第一波長多量子阱結(jié)構(gòu)；沉積介電材料以保護(hù)所述第一波長多量子阱結(jié)構(gòu)，使用第二道光掩膜，以定義第二波 長多量子阱結(jié)構(gòu)區(qū)域，制備第二波長多量子阱結(jié)構(gòu)；沉積介電材料以保護(hù)所述第二波長多量子阱結(jié)構(gòu)，使用第三道光掩膜，以定義第三波 長多量子阱結(jié)構(gòu)區(qū)域，制備第三波長多量子阱結(jié)構(gòu)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于所述各波長多量子阱結(jié)構(gòu)區(qū)域發(fā)射光混 合成白光，各區(qū)域的光強(qiáng)和波長可調(diào)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于所述第一波長多量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材 料的光學(xué)帶隙大于2eV，勢阱層材料的光學(xué)帶隙小于2eV材料；所述第二波長多量子阱結(jié)構(gòu) 的勢壘層材料的光學(xué)帶隙大于2. 5eV，勢阱層材料的光學(xué)帶隙小于2. 5eV ；所述第三波長多 量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材料的光學(xué)帶隙大于3eV，勢阱層材料的光學(xué)帶隙小于3eV。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述第一波長多量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材料包括但不限于GaN、AlGaAs，勢阱層材料包括 但不限于GaAs、InP ；所述第二波長多量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材料包括但不限于GaN，勢阱層材料包括但不限 于 InN、GaP、A1P、AlAs、InGaP ；所述第三波長多量子阱結(jié)構(gòu)的勢壘層材料包括但不限于GaN，勢阱層材料包括但不限 于 InGaN。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多波長發(fā)光二極管及其制造方法，多波長發(fā)光二極管包括襯底和位于所述襯底上的復(fù)數(shù)個多量子阱發(fā)光單元，其中，所述復(fù)數(shù)個多量子阱發(fā)光單元所發(fā)出光線的波長不同使得混合后成為白光，從而提高能量轉(zhuǎn)化效率并降低制造成本。
文檔編號H01L33/08GK101908588SQ20101022819
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者林朝暉 申請人:泉州市金太陽電子科技有限公司