特開 2024-1892 完全窒化物によるエピタキシャルチップ構造及び発光機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024001892

(43)【公開日】2024-01-10

(54)【発明の名称】完全窒化物によるエピタキシャルチップ構造及び発光機器

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/32 20100101AFI20231227BHJP

   F21V 9/38 20180101ALI20231227BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20231227BHJP

【ＦＩ】

H01L33/32

F21V9/38

F21Y115:10

【審査請求】有

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023132445

(22)【出願日】2023-08-16

(31)【優先権主張番号】202210720731.8

(32)【優先日】2022-06-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】523311650

【氏名又は名称】納微朗科技（深▲せん▼）有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110002262

【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】▲えん▼ 春輝

(72)【発明者】

【氏名】杜 彦浩

(72)【発明者】

【氏名】孫 偉

(72)【発明者】

【氏名】楊 安麗

(72)【発明者】

【氏名】聶 大偉

(72)【発明者】

【氏名】何 ▲じん▼▲てい▼

(72)【発明者】

【氏名】鍾 増梁

【テーマコード（参考）】

5F241

【Ｆターム（参考）】

5F241AA03

5F241AA40

5F241CA04

5F241CA05

5F241CA40

5F241CB15

5F241CB36

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ＧａＮベース長波長ＬＥＤ発光効率が低いことを解决するための完全窒化物によるエピタキシャルチップ構造及び発光機器を提供する。
【解決手段】エピタキシャルチップ構造１０は基板１０１の同一側の主面に成長しているｎ型半導体層１０２、ｐ型半導体層１０５、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４、及び第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３を含み、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４はエレクトロルミネッセンス方式で第１色の光線を生成し、第１色の光線はさらに第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３に伝送されることで、フォトルミネッセンス方式で第２色の光線を生成する。第１色の光線を生成し、フォトルミネッセンスによる第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３を配置することで、第１色の光線をさらに第２色の光線に変換して出射し、チップの発光効率を向上する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

完全窒化物によるエピタキシャルチップ構造であって、
前記エピタキシャルチップ構造は基板の同一側の主面に成長しているｎ型半導体層、ｐ型半導体層、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系、及び第１フォトルミネッセンス量子井戸層系を含み、
前記ｎ型半導体層と前記ｐ型半導体層とは前記エレクトロルミネッセンス量子井戸層系の対向両側に設けられ、前記ｐ型半導体層から出力された正孔と前記ｎ型半導体層から出力された電子とは前記エレクトロルミネッセンス量子井戸層系内で複合することで、前記エレクトロルミネッセンス量子井戸層系はエレクトロルミネッセンス方式で第１色の光線を生成し、前記第１色の光線はさらに前記第１フォトルミネッセンス量子井戸層系に伝送されることで、前記第１フォトルミネッセンス量子井戸層系はフォトルミネッセンス方式で第２色の光線を生成することを特徴とするエピタキシャルチップ構造。

【請求項2】

前記エピタキシャルチップ構造はＰ型電極をさらに含み、前記Ｐ型電極は前記ｐ型半導体層の、前記エレクトロルミネッセンス量子井戸層系から離反する側に設けられ、前記Ｐ型電極は反射電極であり、又は前記エピタキシャルチップ構造は前記Ｐ型電極と前記ｐ型半導体層との間に設けられる導電反射層をさらに含むことで、前記第１色の光線を前記第１フォトルミネッセンス量子井戸層系に反射することを特徴とする請求項１に記載のエピタキシャルチップ構造。

【請求項3】

前記ｐ型半導体層から出力された正孔は、前記第１フォトルミネッセンス量子井戸層系に伝送不能であるように配置されることを特徴とする請求項１に記載のエピタキシャルチップ構造。

【請求項4】

前記エレクトロルミネッセンス量子井戸層系の厚さは、前記ｐ型半導体層から出力された正孔が前記第１フォトルミネッセンス量子井戸層系に伝送不能であるように配置されることを特徴とする請求項３に記載のエピタキシャルチップ構造。

【請求項5】

前記エピタキシャルチップ構造は、前記エレクトロルミネッセンス量子井戸層系と前記第１フォトルミネッセンス量子井戸層系との間に設けられる分離レイヤーをさらに含み、前記分離レイヤーは、前記ｐ型半導体層から出力された正孔が前記第１フォトルミネッセンス量子井戸層系に伝送されることを阻止することを特徴とする請求項３に記載のエピタキシャルチップ構造。

【請求項6】

前記分離レイヤーの材料はｎ型半導体であることを特徴とする請求項５に記載のエピタキシャルチップ構造。

【請求項7】

前記エレクトロルミネッセンス量子井戸層系と前記第１フォトルミネッセンス量子井戸層系とは前記ｎ型半導体層と前記ｐ型半導体層との間に挟まれることを特徴とする請求項４～６の何れか１項に記載のエピタキシャルチップ構造。

【請求項8】

前記エレクトロルミネッセンス量子井戸層系と前記第１フォトルミネッセンス量子井戸層系とは前記ｎ型半導体層の対向両側に設けられることを特徴とする請求項３に記載のエピタキシャルチップ構造。

【請求項9】

前記エレクトロルミネッセンス量子井戸層系と前記第１フォトルミネッセンス量子井戸層系とはＩｎＧａＮ又はＩｎＧａＡｌＮの量子井戸層をそれぞれ含み、前記エレクトロルミネッセンス量子井戸層系の量子井戸層中のＩｎ含有量は、前記第１フォトルミネッセンス量子井戸層系の量子井戸層中のＩｎ含有量より小さいことを特徴とする請求項１に記載のエピタキシャルチップ構造。

【請求項10】

前記ｎ型半導体体層は第１サブ半導体層及び第２サブ半導体層を含み、又は前記ｐ型半導体層は第１サブ半導体層及び第２サブ半導体層を含み、前記第１フォトルミネッセンス量子井戸層系は前記第１サブ半導体層と前記第２サブ半導体層との間に挟まれることを特徴とする請求項１に記載のエピタキシャルチップ構造。

【請求項11】

前記エピタキシャルチップ構造はスペクトル反射強化構造をさらに含み、前記スペクトル反射強化構造は前記第１フォトルミネッセンス量子井戸層系の、前記エレクトロルミネッセンス量子井戸層系から離反する側に設けられ、前記スペクトル反射強化構造は、前記第１フォトルミネッセンス量子井戸層系に吸収されていない前記第１色の光線を前記第１フォトルミネッセンス量子井戸層系に反射して、前記第２色の光線を透過させることを特徴とする請求項１に記載のエピタキシャルチップ構造。

【請求項12】

前記第１フォトルミネッセンス量子井戸層系は、前記第１色の光線の一部を前記第２色の光線に変換するように配置され、前記第２色の光線はさらに、前記第１色の光線の残りの部分と複合して第３色の光線を生成することを特徴とする請求項１に記載のエピタキシャルチップ構造。

【請求項13】

前記エピタキシャルチップ構造は第２フォトルミネッセンス量子井戸層系をさらに含み、前記第１色の光線及び／又は前記第２色の光線は前記第２フォトルミネッセンス量子井戸層系に伝送されることで、前記第２フォトルミネッセンス量子井戸層系はフォトルミネッセンス方式で第３色の光線を生成し、前記反射電極又は前記導電反射層はさらに、前記第２色の光線及び／又は前記第３色の光線を反射することを特徴とする請求項２に記載のエピタキシャルチップ構造。

【請求項14】

前記第２フォトルミネッセンス量子井戸層系と前記第１フォトルミネッセンス量子井戸層系とは前記エレクトロルミネッセンス量子井戸層系の同一側に設けられ、又は、
前記第２フォトルミネッセンス量子井戸層系と前記第１フォトルミネッセンス量子井戸層系とは前記エレクトロルミネッセンス量子井戸層系の両側に設けられることを特徴とする請求項１３に記載のエピタキシャルチップ構造。

【請求項15】

前記第１色の光線の波長範囲は３６０ｎｍ～４６０ｎｍであることを特徴とする請求項１～１４の何れか１項に記載のエピタキシャルチップ構造。

【請求項16】

前記第１色の光線の波長範囲は３６０ｎｍ～４２０ｎｍであり、前記第２色の光線の波長範囲は４２０ｎｍ～４８０ｎｍであり、又は、
前記第１色の光線の波長範囲は４２０～４８０ｎｍであり、前記第２色の光線の波長範囲は４９０ｎｍ～５５０ｎｍであり、又は、
前記第１色の光線の波長範囲は４９０～５５０ｎｍであり、前記第２色の光線の波長範囲は５６０ｎｍ～６５０ｎｍであることを特徴とする請求項１～１４の何れか１項に記載のエピタキシャルチップ構造。

【請求項17】

前記エピタキシャルチップ構造はノーマル構造、フリップ構造、垂直構造又は前記基板を除去した薄膜構造を含むことを特徴とする請求項１に記載のエピタキシャルチップ構造。

【請求項18】

発光機器であって、前記発光機器は請求項１～１７の何れか１項に記載のエピタキシャルチップ構造及び蛍光体粉末を含み、前記蛍光体粉末は前記エピタキシャルチップ構造の光射出側の表面に設けられ、前記第１色の光線及び／又は前記第２色の光線は前記蛍光体粉末に伝送されることで、前記蛍光体粉末は誘導されて第４色の光線を生成することを特徴とする発光機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は半導体光電の技術分野に関して、特に完全窒化物によるエピタキシャルチップ構造及び発光機器に関している。

【背景技術】

【0002】

窒化ガリウム（ＧａＮ）ベース白色光ＬＥＤは省エネルギー、使用寿命が長く、体積が小さいなどの利点を具備する。現在、バックライト、車両用ライトなどの照明分野に大幅に適用されている。現在、ＧａＮベース長波長ＬＥＤは、発光効率が低く、光学効果のｄｒｏｏｐ問題及び発光ピークの青方偏移の問題が存在するため、ＬＥＤ白色光を実現するための主流の方式は、ＧａＮベース青色光チップ＋橙色蛍光体粉末であり、ところが、このような方式による白色光指標パラメータが悪く、色度ムラ及び性能衰退などの問題が存在する。

【0003】

また、Ｍｉｃｒｏ ＬＥＤは次世代フルカラー表示技術として、１つのスクリーンに高密度、微小サイズの赤、緑、青の三原色ＬＥＤチップアレイを集積する必要があるため、赤、緑、青の三原色ＬＥＤチップの部分物質移動技術はその発展を制限する主な技術的ボトルネックになる。赤、緑、青三原色ＧａＮベースＬＥＤチップを同一チップに成長させて集積させると、最終製品の製造の複雑さを大幅に低減できる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、少なくともＧａＮベース長波長ＬＥＤ発光効率が低いことを解决するための完全窒化物によるエピタキシャルチップ構造及び発光機器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本出願の第１実施例は完全窒化物によるエピタキシャルチップ構造を提供し、当該エピタキシャルチップ構造は基板の同一側の主面に成長しているｎ型半導体層、ｐ型半導体層、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系及び第１フォトルミネッセンス量子井戸層系を含み、ｎ型半導体層とｐ型半導体層とはエレクトロルミネッセンス量子井戸層系の対向両側に設けられ、ｐ型半導体層から出力された正孔とｎ型半導体層から出力された電子とはエレクトロルミネッセンス量子井戸層系内で複合することで、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系はエレクトロルミネッセンス方式で第１色の光線を生成し、第１色の光線はさらに第１フォトルミネッセンス量子井戸層系に伝送されることで、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系はフォトルミネッセンス方式で第２色の光線を生成する。

【0006】

好ましくは、エピタキシャルチップ構造はＰ型電極をさらに含み、Ｐ型電極はｐ型半導体層の、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系から離反する側に設けられ、Ｐ型電極は反射電極であり、又はエピタキシャルチップ構造はＰ型電極とｐ型半導体層との間に設けられる導電反射層をさらに含むことで、第１色の光線を第１フォトルミネッセンス量子井戸層系に反射する。

【0007】

好ましくは、ｐ型半導体層から出力された正孔は第１フォトルミネッセンス量子井戸層系に伝送不能であるように配置される。

【0008】

好ましくは、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系の厚さは、ｐ型半導体層から出力された正孔が第１フォトルミネッセンス量子井戸層系に伝送不能であるように配置される。

【0009】

好ましくは、エピタキシャルチップ構造はエレクトロルミネッセンス量子井戸層系と第１フォトルミネッセンス量子井戸層系との間に設けられる分離レイヤーをさらに含み、分離レイヤーは、ｐ型半導体層から出力された正孔が第１フォトルミネッセンス量子井戸層系に伝送されることを阻止する。

【0010】

好ましくは、分離レイヤーの材料はｎ型半導体である。

【0011】

好ましくは、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系と第１フォトルミネッセンス量子井戸層系とはｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に挟まれる。

【0012】

好ましくは、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系と第１フォトルミネッセンス量子井戸層系とはｎ型半導体層の対向両側に設けられる。

【0013】

好ましくは、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系と第１フォトルミネッセンス量子井戸層系とはＩｎＧａＮ又はＩｎＧａＡｌＮの量子井戸層をそれぞれ含み、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系の量子井戸層中のＩｎ含有量は、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系の量子井戸層中のＩｎ含有量より小さい。

【0014】

好ましくは、ｎ型半導体体層は第１サブ半導体層及び第２サブ半導体層を含み、又はｐ型半導体層は第１サブ半導体層及び第２サブ半導体層を含み、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系は第１サブ半導体層と第２サブ半導体層との間に挟まれる。

【0015】

好ましくは、エピタキシャルチップ構造はスペクトル反射強化構造をさらに含み、スペクトル反射強化構造は、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系の、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系から離反する側に設けられ、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系に吸収されていない第１色の光線を第１フォトルミネッセンス量子井戸層系に反射して、第２色の光線を透過させる。

【0016】

好ましくは、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系は第１色の光線の一部を第２色の光線に変換するように配置され、第２色の光線はさらに第１色の光線の残りの部分と複合して第３色の光線を生成する。

【0017】

好ましくは、エピタキシャルチップ構造は第２フォトルミネッセンス量子井戸層系をさらに含み、第１色の光線及び／又は第２色の光線は第２フォトルミネッセンス量子井戸層系に伝送されることで、第２フォトルミネッセンス量子井戸層系はフォトルミネッセンス方式で第３色の光線を生成し、反射電極又は導電反射層はさらに第２色の光線及び／又は第３色の光線を反射する。

【0018】

好ましくは、第２フォトルミネッセンス量子井戸層系と第１フォトルミネッセンス量子井戸層系とはエレクトロルミネッセンス量子井戸層系の同一側に設けられ、又は、
第２フォトルミネッセンス量子井戸層系と第１フォトルミネッセンス量子井戸層系とはエレクトロルミネッセンス量子井戸層系の両側に設けられる。

【0019】

好ましくは、第１色の光線の波長範囲は３６０ｎｍ～４６０ｎｍである。

【0020】

好ましくは、第１色の光線の波長範囲は３６０ｎｍ～４２０ｎｍであり、第２色の光線の波長範囲は４２０ｎｍ～４８０ｎｍであり、又は、
第１色の光線の波長範囲は４２０～４８０ｎｍであり、第２色の光線の波長範囲は４９０ｎｍ～５５０ｎｍであり、又は、
第１色の光線の波長範囲は４９０～５５０ｎｍであり、第２色の光線の波長範囲は５６０ｎｍ～６５０ｎｍである。

【0021】

好ましくは、エピタキシャルチップ構造はノーマル構造、フリップ構造、垂直構造又は基板を除去した薄膜構造を含む。

【0022】

本出願の第２実施例は発光機器を提供し、当該発光機器は上記のエピタキシャルチップ構造及び蛍光体粉末を含み、蛍光体粉末はエピタキシャルチップ構造の光射出側の表面に設けられ、第１色の光線及び／又は第２色の光線は蛍光体粉末に伝送されることで、蛍光体粉末は誘導されて第４色の光線を生成する。

【発明の効果】

【0023】

従来技術に対して、本出願はエピタキシャルチップ構造の基板の同一側にエレクトロルミネッセンスによるエレクトロルミネッセンス量子井戸層系を配置することで、第１色の光線を生成し、フォトルミネッセンスによる第１フォトルミネッセンス量子井戸層系を配置して、第１色の光線をさらに第２色の光線に変換して出射することで、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系はエレクトロルミネッセンス量子井戸層系から生成された第１色の光線の大部分を受け取って、第２色の光線に変換し、色変換効率を効果的に向上するとともに、蛍光体粉末を使用して発光することに存在する損失及び衰退という問題を解決して、さらに、エピタキシャルチップ構造の発光効率を向上する。

【0024】

ここで、以上の一般的な記載及び以下の細部の記載は本出願を限定しておらず、例示的及び解釈的なものに過ぎない。

【図面の簡単な説明】

【0025】

本出願実施例における技術案をより明らかに説明するために、以下、実施例の記載の必要な図面を簡単に紹介し、明らかに、以下に記載の図面は本出願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとって、進歩性に値する労働をしないことを前提として、これらの図面に基づいて他の図面を取得できる。

【図1】本出願のエピタキシャルチップ構造の第１実施例の構造模式図である。

【図2】本出願のエピタキシャルチップ構造の第２実施例の構造模式図である。

【図3】本出願のエピタキシャルチップ構造の第３実施例の構造模式図である。

【図4】本出願のエピタキシャルチップ構造の第４実施例の構造模式図である。

【図5】本出願のエピタキシャルチップ構造の第５実施例の構造模式図である。

【図6】本出願のエピタキシャルチップ構造の第６実施例の構造模式図である。

【図7】本出願のエピタキシャルチップ構造のスペクトル強度模式図である。

【図8】本出願のエピタキシャルチップ構造と従来型ＬＥＤとの波長青方偏移の比較模式図である。

【図9】本出願のエピタキシャルチップ構造の第７実施例の構造模式図である。

【図10】本出願のエピタキシャルチップ構造の第８実施例の構造模式図である。

【図11】本出願のエピタキシャルチップ構造の第９実施例の構造模式図である。

【図12】本出願のエピタキシャルチップ構造の第１０実施例の構造模式図である。

【図13】本出願の発光機器の１つの実施例の構造模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

当業者が本出願の技術案をよりよく理解するために、以下、図面及び具体的な実施形態を結合して本出願が提供する完全窒化物によるエピタキシャルチップ構造及び発光機器をさらに詳しく記載する。ここで、記載される実施例は全ての実施例ではなく、本出願の一部の実施例に過ぎない。本出願における実施例に基づいて、当業者が進歩性に値する労働をしないことを前提として、取得した他の全ての実施例は何れも本出願の保護範囲に属している。

【0027】

本出願における「第１」、「第２」などの用語は特定順序を記載しておらず、異なる対象を区別するためのものである。また、用語である「含む」、「具備」及びこれらの任意の変形は非排他的包含を含むように意図される。例えば、一連のステップ又はユニットを含む過程、方法、システム、製品又は機器は、挙げられたステップ又はユニットに限定されず、挙げられていないステップ又はユニットを含んでもよいし、又は、これらの過程、方法、製品或又は機器の固有の他のステップ又はユニットを含んでもよい。

【0028】

本出願は完全窒化物によるエピタキシャルチップ構造を提供することで、従来技術において外付け波長変換器を使用してエピタキシャルチップ構造を変換することで生成された色光の色変換効率及び発光強度が低く、蛍光体粉末による発光には損失及び衰退存在し、さらに、当該ＬＥＤ及び波長変換器を使用する照明装置の発光効率が低いという問題を解決する。

【0029】

図１を参照し、図１は本出願のエピタキシャルチップ構造の第１実施例の構造模式図である。図１に示すように、エピタキシャルチップ構造１０は基板１０１、ｎ型半導体層１０２、ｐ型半導体層１０５、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４及び第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３を含む。

【0030】

具体的に、ｎ型半導体層１０２、ｐ型半導体層１０５、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４及び第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３は基板１０１の同一側の主面に成長している。ｎ型半導体層１０２とｐ型半導体層１０５とはエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４の対向両側に設けられ、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３は、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４の、ｐ型半導体層１０５から離反する側に位置する。好ましくは、本実施例はｎ型半導体層１０２、ｐ型半導体層１０５、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４及び第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３の、基板１０１上の成長・沈積順序を限定しておらず、上記配列関係を満たしていればよい。

【0031】

好ましくは、本実施例において、基板１０１はサファイア双投基板であってもよく、その厚さは１０μｍ～１０００μｍである。

【0032】

好ましくは、本実施例のｐ型半導体層１０５はエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４に順に成長しているｐ－ＧａＮ層及びｐ－ＡｌＧａＮ層を含む。ｐ－ＧａＮ層の厚さは１０ｎｍ～５００ｎｍであり、ｐ－ＡｌＧａＮ層の厚さは５ｎｍ～５０ｎｍである。

【0033】

ｐ型半導体層１０５から出力された正孔とｎ型半導体層１０２から出力された電子とはエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４内で複合することで、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４はエレクトロルミネッセンス方式で第１色の光線を生成し、好ましくは、本実施例において、第１色の光線の波長範囲は３６０ｎｍ～４６０ｎｍである。第１色の光線はさらに第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３に伝送されることで、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３はフォトルミネッセンス方式で第２色の光線を生成する。好ましくは、本実施例において、ニーズに応じてエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４及び第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３中のＩｎ含有量を設置することで、対応のする量子井戸層系に相応的な色の光線を生成させる。

【0034】

具体的に、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４と第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３とはＩｎＧａＮ又はＩｎＧａＡｌＮの量子井戸層をそれぞれ含み、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４の量子井戸層中のＩｎ含有量は第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３の量子井戸層中のＩｎ含有量より小さい。好ましくは、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４の量子井戸層中のＩｎ含有量は０～２０％であり、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３の量子井戸層中のＩｎ含有量は１２％～５０％である。

【0035】

エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４の厚さは５ｎｍ～１０００ｎｍであり、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３の厚さは５ｎｍ～２００ｎｍである。エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４及び第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３は何れも少なくとも１つの量子井戸、及び少なくとも１つのポテンシャル障壁層を含み、量子井戸の厚さは０.５ｎｍ～１０ｎｍであり、ポテンシャル障壁層の厚さは３ｎｍ～１００ｎｍである。好ましくは、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４及び第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３は何れも多周期構造であり、１つの量子井戸と１つのポテンシャル障壁層とは１つの周期構造を形成し、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４の周期数は１～１５対であり、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３の周期数は１～１００対である。

【0036】

好ましくは、他の実施例において、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３はさらに、第１色の光線の一部を第２色の光線に変換するように配置され、第２色の光線はさらに第１色の光線の残りの部分と複合して第３色の光線を生成する。

【0037】

好ましくは、本実施例において、第１色の光線の波長範囲は３６０ｎｍ～４２０ｎｍであり、第２色の光線の波長範囲は４２０ｎｍ～４８０ｎｍであり、又は第１色の光線の波長範囲は４２０～４８０ｎｍであり、第２色の光線の波長範囲は４９０ｎｍ～５５０ｎｍであり、或いは第１色の光線の波長範囲は４９０～５５０ｎｍであり、第２色の光線の波長範囲は５６０ｎｍ～６５０ｎｍである。本実施例において、波長が近い第１色の光線と第２色の光線とを選択することで、短波長の第１色の光線を長波長の第２色の光線に変換する変換効率がより高くなるとともに、波長変換のエネルギー損失を低減する。

【0038】

図１に示すように、本実施例において、エピタキシャルチップ構造１０はＰ型電極１０７及びＮ型電極１０６をさらに含み、Ｐ型電極１０７はｐ型半導体層１０５の、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４から離反する側に設けられ、正孔を生成するようにｐ型半導体層１０５を誘導し、Ｎ型電極１０６はｎ型半導体層１０２の、基板１０１から離反する側に設けられ、電子を生成するようにｎ型半導体層１０２を誘導する。

【0039】

具体的に、本実施例において、Ｐ型電極１０７は反射電極であり、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４から生成された第１色の光線の一部は直接的に第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３に伝送され、他の一部はＰ型電極１０７に伝送されて反射されることで、第１色の光線の他の一部も第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３に伝送され、これによって、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３はエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４から生成された第１色の光線の大部分を受け取り、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３の色変換効率及びエピタキシャルチップ構造１０の発光効率を効果的に向上する。また、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３は第１色の光線を第２色の光線に変換して、透明な基板１０１を介してエピタキシャルチップ構造１０外部に出射する。

【0040】

ｐ型半導体層１０５から出力された正孔は第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３に伝送不能であるように配置され、又はエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４の厚さは、ｐ型半導体層１０５から出力された正孔が第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３伝送不能であるように配置され、これによって、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３がエレクトロルミネッセンスを生成して、第２量子井戸系１０３から生成される第２色のスペクトルが広くなることを防止し、さらに、エピタキシャルチップ構造１０から生成された光線が設置ニーズを満たしていないことを防止する。

【0041】

Ｐ型電極１０７の厚さは１０ｎｍ～１０００ｎｍであり、Ｎ型電極１０６の厚さは１０ｎｍ～１０００ｎｍである。好ましくは、Ｐ型電極１０７及びＮ型電極１０６は何れも金属電極であり、Ｐ型電極１０７の金属成分はチタン、アルミニウム、銀、金、ニッケル、白金などのうちの１つ又はいくつかの組み合わせであってもよく、Ｎ型電極１０６の金属成分はチタン、アルミニウム、銀、金、ニッケル、白金などのうちの１つ又はいくつかの組み合わせであってもよい。

【0042】

図１を結合して、図２をさらに参照し、図２は本出願のエピタキシャルチップ構造の第２実施例の構造模式図である。図２に示すように、本実施例において、エピタキシャルチップ構造１０は基板１０１、ｎ型半導体層１０２、ｐ型半導体層１０５、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３、Ｐ型電極１０７、Ｎ型電極１０６及びＰ型電極１０７とｐ型半導体層１０５との間に設けられる導電反射層１１１を含む。

【0043】

具体的に、ｎ型半導体層１０２、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４、ｐ型半導体層１０５、導電反射層１１１及びＰ型電極１０７は基板１０１の１側面に順に配置され、Ｎ型電極１０６はｎ型半導体層１０２の、基板１０１から離反する側に設けられる。

【0044】

導電反射層１１１はエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４から生成されて、Ｐ型電極１０７に伝送される第１色の光線を第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３に反射し、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３の色変換効率、及びエピタキシャルチップ構造１０の発光効率をさらに向上する。

【0045】

図１を結合して、図３をさらに参照し、図３は本出願のエピタキシャルチップ構造の第３実施例の構造模式図である。図３に示すように、本実施例において、エピタキシャルチップ構造１０は基板１０１、バッファー層１１０、ｎ型半導体層１０２、ｐ型半導体層１０５、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３、Ｐ型電極１０７及びＮ型電極１０６を含む。バッファー層１１０は基板１０１とｎ型半導体層１０２との間に設けられる。

【0046】

具体的に、バッファー層１１０、ｎ型半導体層１０２、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４、ｐ型半導体層１０５及びＰ型電極１０７は基板１０１の１側面に順に配置され、Ｎ型電極１０６はｎ型半導体層１０２の、基板１０１から離反する側に設けられる。

【0047】

好ましくは、他の実施例において、バッファー層１１０はＧａＮ核形成層であってもよい。ＧａＮ核形成層の厚さは５ｎｍ～２００ｎｍである。

【0048】

具体的に、本実施例において、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４と第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３とはｎ型半導体層１０２とｐ型半導体層１０５との間に挟まれる。本実施例において、ｎ型半導体層１０２から出力された電子は第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３によってエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４に伝送され、ｐ型半導体層１０５から出力された正孔は同じようにエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４に伝送されることで、電子と正孔とはエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４内で複合する。また、ｐ型半導体層１０５から出力された正孔が第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３に伝送されることを防止するために、ｐ型半導体層１０５及びエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４の厚さを設置することで実現される。

【0049】

図１及び図３を結合して、図４をさらに参照し、図４は本出願のエピタキシャルチップ構造の第４実施例の構造模式図である。図４に示すように、本実施例において、エピタキシャルチップ構造１０は基板１０１、バッファー層１１０、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３、ｎ型半導体層１０２、ｐ型半導体層１０５、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４、Ｐ型電極１０７及びＮ型電極１０６を含む。

【0050】

具体的に、バッファー層１１０、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３、ｎ型半導体層１０２、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４、ｐ型半導体層１０５及びＰ型電極１０７は基板１０１の１側面に順に配置され、Ｎ型電極１０６はｎ型半導体層１０２の、基板１０１から離反する側に設けられる。

【0051】

エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４と第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３とはｎ型半導体層１０２の対向両側に設けられる。ｎ型半導体層１０２から出力された電子及びｐ型半導体層１０５から出力された正孔は直接的にエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４に伝送されることで、電子と正孔とはエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４内で複合する。また、ｐ型半導体層１０５から出力された正孔が第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３に伝送されることを防止するために、ｐ型半導体層１０５、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４及びｎ型半導体層１０２の厚さを設置すればよい。

【0052】

好ましくは、本実施例において、エピタキシャルチップ構造１０はｕｎ－ＧａＮ層をさらに含み、ｕｎ－ＧａＮ層は第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３とバッファー層１１０との間に設けられる。ｕｎ－ＧａＮ層の厚さは１００ｎｍ～１００００ｎｍである。

【0053】

図１及び図３を結合して、図５をさらに参照し、図５は本出願のエピタキシャルチップ構造の第５実施例の構造模式図である。図５に示すように、本実施例において、エピタキシャルチップ構造１０は基板１０１、バッファー層１１０、ｎ型半導体層１０２、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３、分離レイヤー１０９、ｐ型半導体層１０５、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４、Ｐ型電極１０７及びＮ型電極１０６を含む。分離レイヤー１０９はエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４と第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３との間に設けられ、分離レイヤー１０９はｐ型半導体層１０５から出力された正孔が第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３に伝送されることを阻止する。

【0054】

具体的に、バッファー層１１０、ｎ型半導体層１０２、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３、分離レイヤー１０９、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４、ｐ型半導体層１０５及びＰ型電極１０７は基板１０１の１側面に順に配置され、Ｎ型電極１０６はｎ型半導体層１０２の、基板１０１から離反する側に設けられる。

【0055】

本実施例において、ｎ型半導体層１０２から出力された電子は第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３及び分離レイヤー１０９によってエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４に伝送され、ｐ型半導体層１０５から出力された正孔は同じように、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４に伝送されることで、電子と正孔とはエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４内で複合する。また、ｐ型半導体層１０５から出力された正孔が第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３に伝送されることを防止するために、ｐ型半導体層１０５、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４及び分離レイヤー１０９の厚さを設置することで実現される。

【0056】

好ましくは、本実施例の分離レイヤー１０９の材料はｎ型半導体であり、具体的にｎ－ＧａＮ層であり、その厚さは１００ｎｍ～１００００ｎｍである。

【0057】

図２及び図５を結合して、図６をさらに参照し、図６は本出願のエピタキシャルチップ構造の第６実施例の構造模式図である。図６に示すように、本実施例において、エピタキシャルチップ構造１０は基板１０１、スペクトル反射強化構造１０８、ｎ型半導体層１０２、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３、分離レイヤー１０９、ｐ型半導体層１０５、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４、導電反射層１１１、Ｐ型電極１０７及びＮ型電極１０６を含む。スペクトル反射強化構造１０８は第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３の、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４から離反する側に設けられ、具体的に、基板１０１とｎ型半導体層１０２との間に設けられ、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３に吸収されていない第１色の光線を第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３に反射して、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３から生成された第２色の光線を透過させる。

【0058】

具体的に、スペクトル反射強化構造１０８、ｎ型半導体層１０２、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３、分離レイヤー１０９、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４、ｐ型半導体層１０５、導電反射層１１１及びＰ型電極１０７は基板１０１の１側面に順に配置され、Ｎ型電極１０６はｎ型半導体層１０２の、基板１０１から離反する側に設けられる。

【0059】

本実施例において、ｎ型半導体層１０２から出力された電子は第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３及び分離レイヤー１０９によってエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４に伝送され、ｐ型半導体層１０５から出力された正孔は同じように、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４に伝送されることで、電子と正孔とはエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４内で複合する。また、ｐ型半導体層１０５から出力された正孔が第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３に伝送されることを防止するために、対応するように、ｐ型半導体層１０５、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４及び分離レイヤー１０９の厚さを設置すればよい。

【0060】

具体的に、本実施例において、スペクトル反射強化構造１０８を配置することで、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４から出力された第１色の光線を反射できるとともに、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３から発した第２色光線を全面的に透過させることができる。好ましくは、本実施例において、スペクトル反射強化構造１０８は反射鏡又は反射コーティングなどであってもよい。

【0061】

図６を結合して、図７及び図８をさらに参照し、図７は本出願のエピタキシャルチップ構造のスペクトル強度模式図であり、図８は本出願のエピタキシャルチップ構造と従来型ＬＥＤとの波長青方偏移の比較模式図である。

【0062】

図７に示すように、本出願のエピタキシャルチップ構造１０のエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４から生成された第１色の光線の中心波長は４００ｎｍほどであり、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３から生成された第２色の光線の中心波長は５２０ｎｍほどである。また、図７から分かるように、第２色の光線のスペクトル強度が第１色の光線のスペクトル強度よりも遥かに大きく、即ち、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３は第１色の光線の少なくとも大部分を吸収して、第２色の光線に変換して出射する。

【0063】

図７に示すように、本実施例において、第２色の光線は具体的に緑色光であり、さらに図８に示すように、同じ電流密度で、本実施例において、エピタキシャルチップ構造１０から出力された緑色光のピーク波長位相は、従来型緑色光ＬＥＤのピーク波長位相より小さく、即ち、本実施例において、エピタキシャルチップ構造１０は長波長ＥＬ ＬＥＤのスペクトル青方偏移という問題を効果的に解决でき、これに基づいて、さらに長波長ＥＬ ＬＥＤの光学効果Ｄｒｏｏｐという問題を解決できる。

【0064】

図２、図３及び図６を結合して、図９をさらに参照し、図９は本出願のエピタキシャルチップ構造の第７実施例の構造模式図である。図９に示すように、本実施例において、エピタキシャルチップ構造１０は基板１０１、バッファー層１１０、スペクトル反射強化構造１０８、ｎ型半導体層１０２、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３、ｐ型半導体層１０５、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４、導電反射層１１１、Ｐ型電極１０７及びＮ型電極１０６を含む。

【0065】

ｐ型半導体層１０５は第１サブ半導体層１１３及び第２サブ半導体層１１４を含み、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３は第１サブ半導体層１１３と第２サブ半導体層１１４との間に挟まれる。具体的に、第１サブ半導体層１１３はｐ－ＧａＮ層であり、第２サブ半導体層１１４はｐ－ＡｌＧａＮ層である。

【0066】

具体的に、導電反射層１１１、バッファー層１１０、ｎ型半導体層１０２、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４、第２サブ半導体層１１４、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３、第１サブ半導体層１１３、スペクトル反射強化構造１０８及びＰ型電極１０７は基板１０１の１側面に順に配置され、Ｎ型電極１０６はｎ型半導体層１０２の、基板１０１から離反する側に設けられる。

【0067】

本実施例において、ｎ型半導体層１０２から出力された電子はエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４に伝送され、第１サブ半導体層１１３から出力された正孔は第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３及び第２サブ半導体層１１４によってエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４に伝送され、同じように、第２サブ半導体層１１４から出力された正孔はエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４に伝送されることで、電子と正孔とはエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４内で複合する。また、ｎ型半導体層１０２から出力された電子が第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３に伝送されることを防止するために、Ｐ型電極１０７及びＮ型電極１０６に印加される電流密度を制御することで実現される。

【0068】

図２、図３及び図６を結合して、図１０をさらに参照し、図１０は本出願のエピタキシャルチップ構造の第８実施例の構造模式図である。図１０に示すように、本実施例において、エピタキシャルチップ構造１０は基板１０１、バッファー層１１０、スペクトル反射強化構造１０８、ｎ型半導体層１０２、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３、ｐ型半導体層１０５、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４、導電反射層１１１、Ｐ型電極１０７及びＮ型電極１０６を含む。

【0069】

ｎ型半導体層１０２は第１サブ半導体層１１５及び第２サブ半導体層１１６を含み、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３は第１サブ半導体層１１５と第２サブ半導体層１１６との間に挟まれる。具体的に、第１サブ半導体層１１５及び第２サブ半導体層１１６は何れもｎ－ＧａＮ層である。

【0070】

具体的に、スペクトル反射強化構造１０８、バッファー層１１０、第２サブ半導体層１１６、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３、第１サブ半導体層１１５、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４、ｐ型半導体層１０５、導電反射層１１１及びＰ型電極１０７は基板１０１の１側面に順に配置され、Ｎ型電極１０６はｎ型半導体層１０２の、基板１０１から離反する側に設けられる。

【0071】

本実施例において、ｐ型半導体層１０５から出力された正孔はエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４に伝送され、第１サブ半導体層１１５から出力された電子はエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４に伝送され、第２サブ半導体層１１６から出力された電子は第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３及び第１サブ半導体層１１５によってエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４に伝送されることで、電子と正孔とはエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４内で複合する。また、ｐ型半導体層１０５から出力された正孔が第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３に伝送されることを防止するために、ｐ型半導体層１０５、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４及び第１サブ半導体層１１５の厚さを設置することで実現される。

【0072】

図２及び図５を結合して、図１１をさらに参照し、図１１は本出願のエピタキシャルチップ構造の第９実施例の構造模式図である。図１１に示すように、本実施例において、エピタキシャルチップ構造１０は基板１０１、ｎ型半導体層１０２、ｐ型半導体層１０５、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３、第２フォトルミネッセンス量子井戸層系１１７、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４、導電反射層１１１、第１分離レイヤー１１８、第２分離レイヤー１１９、Ｐ型電極１０７及びＮ型電極１０６を含む。第２フォトルミネッセンス量子井戸層系１１７と第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３とはエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４の同一側に設けられる。

【0073】

エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４から生成された第１色の光線及び／又は第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３から生成された第２色の光線は第２フォトルミネッセンス量子井戸層系１１７に伝送されることで、第２フォトルミネッセンス量子井戸層系１１７はフォトルミネッセンス方式で第３色の光線を生成する。

【0074】

具体的に、ｎ型半導体層１０２、第２フォトルミネッセンス量子井戸層系１１７、第２分離レイヤー１１９、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３、第１分離レイヤー１１８、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４、ｐ型半導体層１０５、導電反射層１１１及びＰ型電極１０７は基板１０１の１側面に順に配置され、Ｎ型電極１０６はｎ型半導体層１０２の、基板１０１から離反する側に設けられる。

【0075】

導電反射層１１１はさらに、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３から生成された第２色の光線、及び／又は第２フォトルミネッセンス量子井戸層系１１７から生成された第３色の光線を反射する。

【0076】

本実施例において、ｎ型半導体層１０２から出力された電子は第２フォトルミネッセンス量子井戸層系１１７、第２分離レイヤー１１９、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３及び第１分離レイヤー１１８によってエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４に伝送され、また、ｐ型半導体層１０５から出力された正孔はエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４に伝送されることで、電子と正孔とはエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４内で複合する。また、ｐ型半導体層１０５から出力された正孔が第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３に伝送されることを防止するために、ｐ型半導体層１０５、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４、第１分離レイヤー１１８、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３、第２分離レイヤー１１９及び第２フォトルミネッセンス量子井戸層系１１７の厚さを設置することで実現される。

【0077】

好ましくは、他の実施例において、第２フォトルミネッセンス量子井戸層系１１７と第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３との間に第２分離レイヤー１１９を配置する必要がなく、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３とエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４との間に第１分離レイヤー１１８を配置すればよく、ｐ型半導体層１０５、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４、第１分離レイヤー１１８、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３及び第２フォトルミネッセンス量子井戸層系１１７の厚さを配置することで、ｐ型半導体層１０５から出力された正孔が第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３に伝送されることを防止する。

【0078】

好ましくは、他の実施例において、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３はｎ１対のＩｎｙ（１）Ｇａ１ ｙ（１）Ｎ／ＧａＮ、ｎ２対のＩｎｙ（２）Ｇａ１ ｙ（２）Ｎ、…ｎｋ対のＩｎｙ（ｋ）Ｇａ１ ｙ（ｋ）Ｎ／ＧａＮのうちの１つ又はいくつかの組み合わせであってもよく、ｎ１、ｎ２、…ｎｋの和であるｎは総的な周期対数であり、ｎの値は１～１００であり、ｙ（ｋ）はエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４の量子井戸層中のＩｎ含有量より小さく、ｙ（ｋ） の値は０.１２～０.５である。

【0079】

図２及び図５を結合して、図１２をさらに参照し、図１２は本出願のエピタキシャルチップ構造の第１０実施例の構造模式図である。図１２に示すように、本実施例において、エピタキシャルチップ構造１０は基板１０１、ｎ型半導体層１０２、ｐ型半導体層１０５、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３、第２フォトルミネッセンス量子井戸層系１１７、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４、導電反射層１１１、分離レイヤー１０９、Ｐ型電極１０７及びＮ型電極１０６を含む。第２フォトルミネッセンス量子井戸層系１１７と第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３とはエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４の両側に設けられる。

【0080】

具体的に、ｎ型半導体層１０２、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３、分離レイヤー１０９、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４、ｐ型半導体層１０５、第２フォトルミネッセンス量子井戸層系１１７、導電反射層１１１及びＰ型電極１０７は基板１０１の１側面に順に配置され、Ｎ型電極１０６はｎ型半導体層１０２の、基板１０１から離反する側に設けられる。導電反射層１１１は第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３から生成された第２色の光線、第２フォトルミネッセンス量子井戸層系１１７から生成された第３色の光線及びエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４から生成された第１色の光線を全反射させる。

【0081】

本実施例において、ｎ型半導体層１０２から出力された電子は第２フォトルミネッセンス量子井戸層系１１７及び分離レイヤー１０９によってエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４に伝送され、また、ｐ型半導体層１０５から出力された正孔はエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４に伝送されることで、電子と正孔とはエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４内で複合する。また、ｐ型半導体層１０５から出力された正孔が第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３に伝送されることを防止するために、ｐ型半導体層１０５、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４及び分離レイヤー１０９の厚さを設置することで実現される。また、ｎ型半導体層１０２から出力された電子が第２フォトルミネッセンス量子井戸層系１１７に伝送されることを防止するために、ｎ型半導体層１０２、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３、分離レイヤー１０９、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４及び分離レイヤー１０９の厚さを設置することで実現される。

【0082】

具体的に、本出願の第１実施例～第６実施例、第８実施例～第１０実施例に示されるエピタキシャルチップ構造１０の構造は何れもフリップ構造であり、第７実施例に示されるエピタキシャルチップ構造１０の構造は何れもノーマル構造である。好ましくは、他の実施例において、エピタキシャルチップ構造１０はさらに、垂直構造又は基板１０１を除去した薄膜構造として設置されてもよく、第１実施例～第１０実施例に含まれる層構造は、実際ニーズに応じて自由に組み合わせて設計されることで、対応するノーマル構造、フリップ構造、垂直構造又は薄膜構造を実現する。薄膜構造から基板１０１を除去することは、エピタキシャルチップ構造１０に含まれる多層構造の成長順序に影響していない。

【0083】

本出願において、エピタキシャルチップ構造１０にエレクトロルミネッセンスによるエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４を配置することで、第１色の光線を生成し、フォトルミネッセンスによる第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３を配置して、第１色の光線をさらに第２色の光線に変換して出射することで、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３はエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４から生成された第１色の光線の大部分を受け取って、第２色の光線に変換し、エピタキシャルチップ構造１０の色変換効率を効果的に向上する。

【0084】

また、本出願は蛍光体粉末の代わりとして、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３を使用することで、蛍光体粉末による発光に存在する損失及び衰退という問題を解決して、さらに、エピタキシャルチップ構造１０の発光効率を向上し、本出願は従来のエレクトロルミネッセンス構造の長波長ＬＥＤの代わりとして、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３を使用することで、電圧印加による光学効果Ｄｒｏｏｐ及びスペクトル青方偏移という問題を解決する。そして、本実施例は単一チップのエピタキシャルチップ構造１０によって多波長集積誘導を実現し、さらに、ＲＧＢ表示画素又はＲＧＢ白色光源を形成し、さらに、エピタキシャルチップ構造１０はＭｉｃｒｏ ＬＥＤの設置ニーズを満たし、最終製品の製造の複雑さを低減する。

【0085】

また、本出願において、基板１０１の１側にｎ型半導体層１０２、第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３、分離レイヤー１０９、エレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４、ｐ型半導体層１０５、導電反射層１１１及びＰ型電極１０７のうちの任意の組み合わせを成長させ、即ち、基板１０１の一面で１回の成長を行うことで、基板１０１の両面で２回の成長を行って２回目の成長が１回目の成長によって形成された構造に対して傷害及び悪影響を与えることを回避し、例えば、高温ＧａＮの２回目の成長の時、１回目で成長した量子井戸に対して結晶品質の破壊を与えて、機器の機能が実現しにくい。また、基板１０１の１側で１回の成長を行うと、本出願のエピタキシャルチップ構造１０を取得でき、製造工程コストを低減して、製品の良品率を向上できる。

【0086】

本出願は発光機器をさらに提供し、図１３を参照し、図１３は本出願のエピタキシャルチップ構造の第１０実施例の構造模式図である。図１３に示すように、発光機器２０はエピタキシャルチップ構造２１及び蛍光体粉末２２を含む。エピタキシャルチップ構造２１は上記の何れか１つの実施例に記載のエピタキシャルチップ構造１０である。

【0087】

具体的に、蛍光体粉末２２はエピタキシャルチップ構造２１の光射出側の表面に設けられ、エピタキシャルチップ構造２１のエレクトロルミネッセンス量子井戸層系１０４から生成された第１色の光線及び／又は第１フォトルミネッセンス量子井戸層系１０３から生成された第２色の光線は蛍光体粉末２２に伝送されることで、蛍光体粉末２２は誘導されて第４色の光線を生成する。

【0088】

第１色の光線はさらに、第２色の光線及び第４色の光線と複合して第５色の光線を生成する。好ましくは、第１色の光線は青色光であり、第２色の光線は緑色光であり、第４色の光線は赤色光であり、複合による第５色の光線は白色光である。

【0089】

以上は本出願の特許範囲を限定しておらず、本出願の実施例に過ぎず、本出願の明細書及び図面内容を使用して完成した等効構造又は等価フロー変換は直接又は間接的に他の関連技術分野に適用され、何れも本出願の特許保護範囲内に含まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】