紫外共振腔发光二极管.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103236479A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103236479103236479A(43)申请公布日2013.08.07(21)申请号201310141880.X(22)申请日2013.04.22(71)申请人中国科学院半导体研究所地址100083北京市海淀区清华东路甲35号(72)发明人曾建平闫建昌王军喜丛培沛孙莉莉董鹏李晋闽(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人宋焰琴(51)Int.Cl.H01L33/10(2010.01)H01L33/06(2010.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书4页说明书4页附图2页附图2页(54)发明名称紫外共振腔发光二极管(57)摘要本发明公开了一种能够发射具有峰状轮廓并具有中心波长(λ)的辐射的共振腔紫外发光二极管(RC-UVLED)装置，该装置包括：一种共振腔紫外发光二极管装置，其包括：第一腔，其用于传输共振腔紫外发光二极管装置的量子阱有源区向上辐射和经过第一反射器反射的电磁波；第二腔，其用于传输共振腔紫外发光二极管装置的量子阱有源区向下辐射和经过第二反射器反射的电磁波；其中第一腔和第二腔共同构成的共振通道，电磁波在其中来回传播。第一反射器和第二反射器，分别连接到该第一腔和第二腔，分别用于反射从第一腔和第二腔中经过并射向反射器的电磁波。CN103236479ACN10326479ACN103236479A权利要求书1/2页1.一种共振腔紫外发光二极管装置，其包括：第一腔，其用于传输共振腔紫外发光二极管装置的量子阱有源区向上辐射和经过第一反射器反射的电磁波；第二腔，其用于传输共振腔紫外发光二极管装置的量子阱有源区向下辐射和经过第二反射器反射的电磁波；其中第一腔和第二腔共同构成的共振通道，电磁波在其中来回传播。第一反射器和第二反射器，分别连接到该第一腔和第二腔，分别用于反射从第一腔和第二腔中经过并射向反射器的电磁波；其中，所述第一腔和第二腔的交界处为反节点，所述反节点位于所述共振腔紫外发光二极管装置的量子阱有源区，且在辐射复合最强的量子阱位置处。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置为AlxGa1-xN基材料，其中0≤x≤1。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述有源区包含一至十对量子阱结构。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，该量子阱由交替的AlxGa1-xN和AlyGa1-yN层组成，0≤x＜y≤1。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该第一腔厚度为0.5λ的整数倍，λ为所述共振腔紫外发光二极管装置的辐射中心波长。6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该第一腔厚度为0.5λ。7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一腔包括p型层和反节点以上的部分有源区；其中，所述p型层为AlxGa1-xN基材料，包括多个非故意掺杂或p型掺杂的外延层。8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二腔包括n型层和反节点以下的部分有源区；其中所述n型层为AlxGa1-xN基材料，包括多个非故意掺杂或n型掺杂的外延层。9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二腔还包括模版层，其位于n型层和第二反射器之间，其为在衬底上生长的位错阻断层和应力释放层。10.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一腔和第二腔的总厚度约为0.5λ的整数倍，且满足大于等于1λ，小于等于20λ。11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一反射器为四分之一波长分布布拉格反射器堆叠结构，其制作在第一腔的顶部；所述第二反射器为四分之一波长分布布拉格反射器堆叠结构或者是包括金属铝薄膜在内的单层或多层膜结构，其制作在第二腔的底部。12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一反射器包括3至20个分布布拉格反射器对，第二反射器包括1至20个分布布拉格反射器对；且所述分布布拉格反射器对由HfO2/SiO2、ZrO2/SiO2或Y2O3/SiO2交替堆叠而成。13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第二反射器为包括金属铝薄膜在内的双层膜结构。14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述多层膜结构分别由金属铝/MgF2、金属铝/LiF，金属铝/金属Pt或金属铝/金属Rh组成。15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述多层膜结构第一层为金属铝，与所述第二腔的底部相接；所述多层膜结构的第二层制作在多层膜结构的第一层底部。16.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该共振腔紫外发光二极管装置在空气中发2CN103236479A权利要求书2/2页射中心波长为200nm-365nm的紫外光。3CN103236479A说明书1/4页紫外共振腔发光二极管技术领域[0001]本发明属于半导体