在上約束層和窗口層之間，且圖4和5的AllnP約束層24從該器件中略去。圖8說明根據第三實施例的器件的一部分。上約束層26形成于有源區28之上。上約束層通常為晶格匹配的四元層，S卩(AlxGalx)yInlyP，其中y~0.5。約束層26中的A1組份一般為x彡0.4，經常為x彡0.65。遞變區域34布置在上約束層26和窗口層16之間。遞變區域34中的A1組份從上約束層26的組份遞變到毗鄰窗口層16的部分中的零。遞變區域34可以例如在一些器件中厚度為lOOnm至500nm，以及在一些器件中厚度為300nm至400nmo
[0028]當層中的A1組份增大時，層的帶隙增大，且相應地層的約束載流子的能力增大。當AllnP層24被略去時，四元上約束層必須具有足夠高的A1組份以提供充分的載流子約束。有源區28的發光層中的A1組份X和上約束層26中的A1組份x之間的差在一些實施例中為ΔΧ多0.4，在一些實施例中為ΔΧ多0.5，以及在一些實施例中為ΔΧ多0.6。例如，發射琥珀色光的器件可具有&1。.#&。.7)。.51%5?的發光層組份。在一些實施例中，上約束層中的Α1組份至少為X = 0.7或(AlQ.7Gaa3)a5InQ.5P。在一些實施例中，上約束層中的A1組份至少為X = 0.8或(AlasGaa2)Q.5InQ.5P。在一些實施例中，上約束層中的A1組份至少為X = 0.9或(Ala9Gaai)Q.5InQ.5P。發射紅色光的器件可具有(AlaQ5GaQ.95) Q.5InQ.5P的發光層組份。在一些實施例中，上約束層中的A1組份至少為X = 0.45或(Ala45Gaa55)Q.5InQ.5P。在一些實施例中，上約束層中的A1組份至少為X = 0.55或(AlQ.55Gaa45)Q.5Ina5P。在一些實施例中，上約束層中的A1組份至少為X = 0.65或(AlQ.65Gaa35)a5Ina5P。在一些實施例中，上約束層中的A1組份至少為X = 0.8或(AUa。.；；)。』]:]!。.；^。
[0029]在本發明的第四實施例中，遞變區域布置在蝕刻停止層和下約束層之間，位于有源區的η型側上。圖9說明根據第四實施例的結構的一部分。蝕刻停止結構36生長在生長襯底10之上，該生長襯底經常為GaAs。遞變區域38生長在蝕刻停止結構36之上，接著是下約束層40、有源區28和上約束層26。在上述實施例中描述的任意遞變結構可生長在上約束層26之上，接著是窗口層16 (未示于圖9中)。
[0030]蝕刻停止結構36例如可以是由例如GaAs層分隔的一個或多個蝕刻停止層。蝕刻停止層可以是例如InGaP。蝕刻停止結構的頂層為蝕刻停止層，經常為InGaP。
[0031]遞變區域中的組份從頂部蝕刻停止層的組份遞變到下約束層的組份。例如，下約束層一般為晶格匹配的四元層，即(AlxGai x)ylni yP，其中y~0.5。下約束層40中的A1組份一般為X彡0.4，經常為X彡0.65。遞變區域38可以例如在一些器件中厚度為40nm至lOOnm，以及在一些器件中厚度為lOOnm至300nm。
[0032]正如上述的上約束層那樣，四元下約束層必須具有足夠高的A1組份以提供充分的載流子約束。有源區28的發光層中的A1組份X和下約束層40中的A1組份x之間的差在一些實施例中為ΔΧ多0.25，在一些實施例中為ΔΧ多0.5，以及在一些實施例中為Δχ彡0.6。例如，發射琥泊色光的器件可具有(41。.363。.7)。.5111。.5?的發光層組份。在一些實施例中，下約束層中的A1組份至少為X = 0.65或(AlQ.65Gaa35)Q.5Ina5P。在一些實施例中，下約束層中的A1組份至少為X = 0.8或(AlQ.sGaa2)Q.5InQ.5P。在一些實施例中，下約束層中的A1組份至少為X = 0.9或(Al0.gGa。」)。.；^]!。.；^。發射紅色光的器件可具有(AlaQ5GaQ.95)Q.5InQ.5P的發光層組份。在一些實施例中，下約束層中的A1組份至少為x =0.4或(AlQ.4GaQ.6)a5InQ.5P。在一些實施例中，下約束層中的A1組份至少為x = 0.55或(Al0.55Ga0.45)0.5In0.5Po在一些實施例中，下約束層中的A1組份至少為x = 0.65或(AlQ.65Ga
0.35) Ο.δ?η。.δΡ。
[0033]η型下約束層的Α1組份可以低于p型上約束層的A1組份。
[0034]上面描述的實施例可以組合。例如，在第三和/或第四實施例中描述的遞變區域可包括具有不同遞變分布的多個區域，如在第二實施例中所描述的那樣。器件可包括位于有源區的η型側和ρ型側二者上的各個遞變區域。
[0035]盡管上面的實例描述了具有線性遞變分布的區域，此處使用的術語〃遞變區域〃旨在涵蓋以除了單一組份臺階以外的任何方式實現組份改變的任何結構。在一個實例中，遞變區域為層的堆疊體，每個層具有與其毗鄰的任一層不同的組份。如果各層具有可分辨的厚度，則遞變區域稱為臺階遞變或者指數遞變(index-graded)區域。在各個層的厚度接近零的極限中，遞變區域稱為連續遞變區域。構成遞變區域的各層可以布置成形成多種組份與厚度關系的分布，其包括但不限于線性遞變、拋物線遞變以及冪定律遞變。此外，遞變區域不限于單個遞變分布，而是可以包括具有不同遞變分布的多個部分以及具有基本上恒定組份的一個或多個部分。
[0036]如圖2及附帶文本所說明和描述的，圖4、5、7、8和9中說明的結構可以加工成透明襯底器件。例如，通過終止于蝕刻停止結構的蝕刻來移除生長襯底。半導體層隨后連接到透明襯底，且接觸形成于器件的相對側上。可替換地，圖4、5、7、8和9中說明的結構可以加工成倒裝芯片器件，其中一部分半導體層被蝕刻掉以露出P型或η型層，隨后ρ型和η型接觸二者形成于器件的同一側上。
[0037]圖10為已封裝的發光器件的分解視圖，如美國專利6，274，924中所更詳細地描述的。散熱嵌塊100置于插入模制引線框中。插入模制引線框為例如模制在提供電學路徑的金屬框架106周圍的填充塑性材料105。嵌塊100可包括可選的反射杯102。發光器件管芯104可以是上面實施例中描述的任何器件，直接地或者經由熱傳導載具103間接地安裝到嵌塊100。可以添加覆蓋件108，該覆蓋件可以是光學透鏡。
[0038]對于本發明已經予以詳細描述，本領域技術人員將理解，鑒于本公開內容可以對本發明進行修改而不背離此處描述的發明構思的精神。因此，本發明的范圍并非旨在受限于所說明和描述的具體實施例。
【主權項】
1.一種半導體發光器件，包括: 半導體結構，該半導體結構包括布置在n型區域和ρ型區域之間的ΙΙΙ-Ρ發光層； GaP窗口層；以及 布置在P型區域和GaP窗口層之間的遞變區域，其中鋁組份在遞變區域中是遞變的并且銦組分在遞變區域中是恒定的，并且遞變區域具有至少150nm的厚度。2.權利要求1的器件，其中遞變區域中鋁的組份從ρ型區域中的組份遞變到零。3.權利要求1的器件，其中ρ型區域包括與遞變區域直接接觸的(A1xGai x)ylni yP層，其中X彡0.4。4.權利要求1的器件，其中ρ型區域包括與遞變區域直接接觸的AllnP層。5.權利要求1的器件，其中遞變區域為第一遞變區域，該器件進一步包括: 蝕刻停止層；和 布置在蝕刻停止層和η型區域之間的第二遞變區域，其中鋁的組份在第二遞變區域中是遞變的，并且其中第二遞變區域中鋁的組份從零遞變到η型區域中的組份。6.權利要求5的器件，其中與第二遞變區域直接接觸的所述蝕刻停止層為InGaP，并且與第二遞變區域直接接觸的η型層為(AlxGai x)ylni yP，其中x彡0.4。7.一種半導體發光器件，包括: 半導體結構，該半導體結構包括布置在n型區域和ρ型區域之間的ΙΙΙ-Ρ發光層； GaP窗口層；以及 布置在P型區域和GaP窗口層之間的遞變區域，其中: 所述遞變區域包括以除了單一組份臺階以外的方式實現組份改變的結構； 鋁的組份在遞變區域中是遞變的；以及 遞變區域包括具有第一遞變分布的第一部分和具有第二遞變分布的第二部分，并且其中所述第一部分和所述第二部分分別導致遞變的帶隙分布。8.權利要求7的器件，其中遞變區域具有至少lOOnm的厚度。9.權利要求7的器件，其中遞變區域具有至少300nm的厚度。10.權利要求7的器件，其中: 第一部分緊鄰P型區域且第二部分緊鄰窗口層； 第一部分中的鋁組份從P型區域中的鋁組份遞變到發光層中的鋁組份；以及 第二部分中的鋁組份從發光層中的鋁組份遞變到比發光層中的鋁組份更少的鋁組份。11.權利要求10的器件，其中第二部分中的鋁組份從發光層中的鋁組份遞變到零。12.權利要求7的器件，其中第一部分厚于第二部分。13.權利要求7的器件，其中與第一部分相比，第二部分的表示作為位置的函數的鋁組份的線的斜度更陡峭。14.權利要求7的器件，其中: 第一部分對于由發光層發射的光是基本上透明的；以及 第二部分基本上吸收由發光層發射的光。
【專利摘要】一個或多個遞變組份的區域被包括在III-P發光器件中以減小與器件中的界面關聯的Vf。根據本發明的實施例，半導體結構包括布置在n型區域和p型區域之間的III-P發光層。遞變區域布置在p型區域和GaP窗口層之間。鋁組份在遞變區域中是遞變的。遞變區域可具有至少150nm的厚度。在一些實施例中，除了p型區域和GaP窗口層之間的遞變區域，鋁組份還在布置在蝕刻停止層和n型區域之間的遞變區域中是遞變的，或者替代p型區域和GaP窗口層之間的遞變區域，鋁組份在布置在蝕刻停止層和n型區域之間的遞變區域中是遞變的。
【IPC分類】H01L33/30, H01L33/02
【公開號】CN105355746
【申請號】CN201510975027
【發明人】P.N.格里洛特, R.I.阿爾達茨, E.I.陳, S.薩利姆
【申請人】飛利浦拉米爾德斯照明設備有限責任公司, 皇家飛利浦電子股份有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2009年6月10日
【公告號】CN102067342A, EP2289117A1, US8507929, US20090309111, WO2010004454A1