CN105051917A - 用于制造单片白光二极管的方法 - Google Patents

用于制造单片白光二极管的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于制造发光二极管的方法，其特征在于所述方法包括在支撑物(10)的正面制备发光层(20)的步骤，所述发光层包括在不同波长发光的至少两个相邻量子阱(21、22、23)，所述量子阱(21、22、23)与衬底的正面相接触。根据本发明，沉积发光层的步骤包括这样的子步骤，所述子步骤包括局部地改变支撑物的与正面相对的后面的温度，使得支撑物的正面包括至少两个处于不同温度的区域。

Description

用于制造单片白光二极管的方法
技术领域
本发明涉及发光二极管及其相关制造方法的技术领域。特别地，本发明涉及发射白光的发光二极管的领域。
背景技术
根据文献US2006/0049415，单片发光二极管是已知的，其适合于在可见光谱发光，例如白光或者例如预定颜色的光。
这种单片发光二极管包括：
-蓝宝石衬底1，
-在蓝宝石衬底1上的氮化镓(在下文中称作“GaN”)缓冲层2A、2B，
-在GaN缓冲层上的n型掺杂氮化镓(在下文中称作“n-GaN”)层2C，
-在n-GaN层2C上的金属接触部3，
-铟镓氮InGaN类型(下文中称作“InGaN”)的量子阱和GaN势垒层的堆叠4，
-在GaN/InGaN堆叠上的p型掺杂氮化镓(在下文中称作“p-GaN”)层6，
-在p-GaN层6上的金属接触部7。
量子阱堆叠由在蓝光区(4B、4K、4M)或者在绿光区(4D、4F、4H)发光的量子阱和GaN势垒层(4A、4C、4E、4G、4J、4L、4N)的交替叠加而构成。以不同的颜色发光的量子阱的堆叠能够获得白光。
然而，由于在绿光区发光的量子阱的内量子效率低于在蓝光区发光的量子阱的内量子效率，所以所获得的白光的品质(或“CRI”，显色指数的缩写)较差。结果为趋向于蓝色的“发白的”光。当为了增加二极管的光功率而增加注入电流时，这种现象会加重：因此很难对这种二极管的发光光谱进行控制，其中量子阱仅向单一的电激发源暴露。最后，由于制造这种堆叠需要的温度循环的升高，所以很难在不损害这样堆叠的整体结构的情况下制造在不同的波长发光的量子阱堆叠。特别地，制造二极管的最后一个步骤，即在量子阱堆叠上形成层p，由于层p通常在高于1000℃的温度下外延生长，因而可能会损坏具有非常高的铟含量的量子阱(绿光的阱)。
本发明的一个目标是提供一种新的发光二极管类型，以及新的相关制造方法，从而能够减轻前述缺陷中的至少一个。
发明内容
为了这个目的，本发明提供一种用于制造发光二极管的方法，所述方法包括在支撑物的正面制备发光层的步骤，所述发光层包括至少两个在不同波长发光的相邻量子阱，所述量子阱与支撑物的正面相接触。
在本发明的文本中，术语“相邻的量子阱”应理解为意指并排布置而不是堆叠的在不同波长发光的至少两种类型的量子阱，即布置在发光二极管的生长轴线A-A’上的一个即相同的水平，所述量子阱优选为互相接触。
上文描述的方法的优选但非限制性的方面如下所述：
沉积发光层的步骤包括下述子步骤，所述子步骤包括局部地改变支撑物的背面的温度，使得支撑物的正面包括至少两个处于不同温度的区域；这使得在不同的温度区域的每个上形成的量子阱中结合的铟的量能够改变，
沉积发光层的步骤包括下述子步骤，所述子步骤包括在各自的区域生长每个量子阱；有益地，同一支撑物能够包括数个处于第一温度的区域和数个处于第二温度的区域，两个处于第一温度的面对的区域被一个处于第二温度的区域分隔，
局部地改变支撑物的加热温度的子步骤包括在支撑物的背面加热支撑物，所述支撑物在其背面包括至少一个岛；这能够获得包括不同温度的区的支撑物，
该方法包括制备支撑物的步骤，所述制备支撑物的步骤包括在支撑物的背面形成至少一个图形；
制备支撑物的步骤包括形成多个图形，以获得具有包括台阶的雉堞状背面的支撑物；
制备支撑物的步骤包括形成多个图形，以获得具有包括不同厚度和/或表面面积的台阶的雉堞状背面的支撑物；
制备步骤包括在支撑物的背面对支撑物进行蚀刻，以形成至少一个沟槽；
制备步骤包括在支撑物的背面沉积材料，以在支撑物的背面形成至少一个岛；
该方法进一步包括下述步骤：
-在衬底上沉积电子输运层，
-在发光层上沉积电子阻挡层，例如铝氮镓AlGaN层，
-在发光层上沉积空穴输运层，
-形成金属接触部，以使二极管能够连接至电源。
有益地，可以通过下述方式实现每个量子阱的生长：
-通过铟、铝、镓和氮的气体前驱物进行有机金属气相外延，或者
-通过包括铟、铝、镓和氮的元素源进行分子束外延。
本发明还涉及一种包括在支撑物的正面的发光层的发光二极管，所述发光层包括在不同波长发光的至少两个相邻量子阱，所述量子阱与支撑物的正面相接触。
上文所述的二极管的优选但非限制性的方面如下所述：
-相邻的量子阱具有不同的尺寸(宽度、长度)；
-支撑物包括在其背面具有图形的衬底，发光层在衬底的正面延伸；
-支撑物包括氮化镓GaN衬底，例如极性、半极性或非极性氮化镓GaN衬底；
-二极管包括在二极管的背面的整个表面上的形成阴极的金属层。
附图说明
根据本发明的方法和相关产品的其它优点和特征，将在下文对根据附图的通过非限制性示例的方式给出的数个实施方案的变形的描述中变得明显，其中：
-图1示出了现有技术的，由量子阱的竖直堆叠构成的单片二极管的示例；
-图2至图4示出了由在表面上横向分布的量子阱形成的发光二极管的示例。
-图5示出了包含同心量子阱的发光层的示例的俯视图；
-图6示意性地示出了用于制造发光二极管的方法的示例，
-图7和图10示出了制备衬底的背面的阶段的变形，
-图8和图9示出了制备的初始衬底的示例，
-图11示出了组成发光二极管的元件的制备阶段的示例，
-图12和图13示出了通过光致发光获得的光谱，
-图14示出了通过阴极射线发光获得的光谱。
具体实施方式
下文是对根据本发明的发光二极管的一些示例以及这些二极管的制造方法的更加具体的描述。
1.光电二极管
1.1.总体结构
参考图2至图4，示出了发射白光的发光二极管的三种变形。
这些发光二极管包括：
-n型掺杂电子输运层10，例如n型掺杂氮化镓n-GaN层，
-在电子输运层10上的量子阱组20，
-电子阻挡层26(EBL)，例如氮化镓和铝AlGaN层。该层可以是p型掺杂或者未掺杂的类型。
-在量子阱组上的p型掺杂空穴输运层30，例如p型掺杂氮化镓p-GaN层，以及可选地
-在空穴输运层30上的p++掺杂的氮化镓p++GaN(即比p-GaN层更加重地掺杂的)层40。
1.2.初始衬底
在图2和图3中示出的实施方案中，发光二极管还包括支撑输运层10、30，量子阱组20，AlGaN的电子阻挡层26和p++GaN层40的初始衬底50。该初始衬底50用于制备发光二极管，如将在下文进行具体描述的那样。
在图2所示出的实施方案中，初始衬底50由在蓝宝石晶片52上的氮化镓膜51构成。在图3的情况中，初始衬底50是自支撑的氮化镓53。
本领域技术人员应当理解，在图3的图4中所示出的二极管的情况中，当制备发光二极管时，电子输运层10用作初始衬底。
1.3.形成阴极的第一金属接触部
在所有的情况中，二极管包括形成阴极的第一金属接触部60。该第一金属接触部60旨在连接电源的负极(未示出)，以向发光二极管供电，而更确切地说，向电子输运层10供应电子。
在图2所示出的实施方案中，第一金属接触部60形成在电子输运层10的正面11上，蓝宝石晶片52是电绝缘的。
在图3和图4所示出的实施方案中，第一金属接触部60位于发光二极管的背面61上。更具体而言：
-在图3示出的实施方案中，第一金属接触部60在自支撑氮化镓GaN层53的背面上延伸，
-在图4示出的实施方案中，第一金属接触部60在电子输运层10的背面上延伸。
具体而言，在图3中的情况中，衬底是没有进行有意掺杂的自支撑GaN。因此需要在这种衬底上进行Si掺杂(n型)GaN的外延再处理。在图4的情况中，自支撑衬底是已经进行n型掺杂的。因此，其除了作为衬底外，还具有电子输运的作用。对于电子向p层的输运的优化来说，该最后的情况是最有益的。
对基于氮化镓(n型GaN电子输运层或者自支撑GaN层)的初始衬底的使用使得能够将第一金属接触部60设置在二极管的背面61上。因而二极管的串联电阻与图2中的结构相比减小了，并且由于加热引起的电流损失因而得到限制，而这改进了这种光电二极管的光输出。
此外，当初始衬底基于氮化镓时，第一金属接触部60能够有益地在二极管的背面61的整个表面上形成(如图3所示)，从而通过将由发光层发射的光子流反射向二极管的正面，而进一步提高二极管的光输出。
1.4.量子阱组
量子阱组20在电子输运层10的正面11上延伸。该量子阱组20由“n”个量子阱构成，“n”是大于或等于2的自然整数：
-在图2所示出的实施方案中，量子阱组由两个量子阱21、22构成；
-在图4所示出的实施方案中，量子阱组由三个量子阱21、22和23构成；
-在图3所示出的实施方案中，量子阱组由四个量子阱21、22、23和24构成。
在所有的情况中，组20的量子阱21、22、23和24是相邻的，即他们并排布置在电子输运层10的正面11上。
每个量子阱21、22、23和24由至少一层铟铝镓氮InxAlyGa1–x–yN构成，其中铟和/或铝和/或镓的浓度在各个量子阱之间是变化的。
每个量子阱21、22、23和24适于在一个(或多个)给定的波长发光，使得量子阱中的每个发射不同颜色的光。相邻的量子阱的组(或阱的序列)必须优选为包含在二极管的周界内。换句话说，该阱的序列的横向尺寸必须小于二极管的一般尺寸(其在100μm和1mm之间)。
在图4所示出的变形实施方案中，第一量子阱21适于发射蓝光，第二量子阱22适于发射绿光，而第三量子阱23适于发射红光。
在图2所示出的变形实施方案中，第一量子阱21适于发射蓝光，而第二量子阱22适于发射绿光。在图4所示出的变形实施方案中，四个量子阱21、22、23、24分别发射蓝光、绿光、红光和黄光。
在所有的情况中，通过量子阱组20发射的不同颜色(红、绿、蓝和黄等)的光的混合使得能够发射预定颜色的复合光，特别是白光。
每个量子阱21、22、23和24的横向尺寸取决于所需要的复合颜色。这是因为，复合颜色依据由每个量子阱发射的光的强度。
例如，对于红色、绿色和蓝色，已知：
-在蓝光区发光的量子阱的光输出大于在绿光区发光的量子阱的光输出，
-在绿光区发光的量子阱的光输出大于在红光量子阱的光输出。
因此，为了通过发射这三种颜色的光的量子阱21、22和23而发射白色复合光：
-在蓝光区发光的量子阱21的尺寸要小于在绿光区发光的量子阱22的尺寸，并且
-在绿光区发光的量子阱22的尺寸要小于在红光区发光的量子阱23的尺寸。
因此量子阱组20的量子阱21、22、23和24的尺寸将根据目标用途而确定。
这同样适合于各个量子阱的形状。
在图2至图4示出的实施方案中，量子阱组的每个量子阱具有平行六面体的形状。
在变形中，量子阱可以是如图5所示的圆柱形的。
在该实施方案中，量子阱组包括：
-圆柱形的第一量子阱21，其适于发射蓝光，
-围绕第一量子阱21的***的圆管状的第二量子阱22，该第二量子阱22适于发射绿光，以及
-围绕第二量子阱22的***的圆管状的第三量子阱23，该第三量子阱23适于发射红光。
1.5.空穴输运层，GANp++层和第二金属接触部
如上所述，二极管还包括：
-电子阻挡层26，例如镓和铝AlGaN层，以及
-空穴输运层30，例如p型掺杂氮化镓层。
该空穴输运层30在沉积在量子阱组20的正面25上的电子阻挡层26的整个表面上延伸。电子输运层10和空穴输运层30形成二极管的电注入层。
这就是空穴输运层30(通过使第二金属接触部70形成阳极)连接至电源的正级(未示出)的原因。
第二金属接触部70可以：
-直接与空穴输运层30接触，或者
-与在空穴输运层的正面的整个表面上延伸的中间p++GaN层40相接触，如图2至图4所示。
该重掺杂p型掺杂p++GaN中间层40c具有接近金属的导电特性。
这种p++GaN层的使用使得来自电源的电荷能够更好地分布在空穴输运层30的整个表面上。
金属接触部p通常由厚金属垫(数百nm)70和覆盖二极管的整个表面的薄(10nm左右)金属层p制备。其具有使电流均匀分布的功能，从而使阱中的电子空穴对的辐射复合(并且因而使光子流)均匀分布在二极管的整个表面上。
下面将对用于获得光电二极管的方法的各个示例进行描述。这些方法的示例将参考包括发射蓝光、绿光和红光的量子阱的二极管的制造而进行描述。
2.制造方法
2.1.一般原理
铟镓氮InGaN制备的量子阱发射的光的波长取决于制造所述量子阱时的局部温度。
这是因为由量子阱发射的光的颜色取决于量子阱的铟浓度。
然而，量子阱对铟的包含本身取决于量子阱制备时的局部温度：量子阱的制备温度越低，形成量子阱的层中铟的浓度越高。
因此，在蓝光区发光的量子阱的制备温度高于在绿光区发光的量子阱的制备温度。类似地，在绿光区发光的量子阱的制备温度高于在红光区发光的量子阱的制备温度。
为了制造包括发射不同颜色的光的多个相邻量子阱，在下文描述的方法中，提出对在其上制造多个量子阱的支撑物的正面的表面温度进行局部改变。
这能够获得包括在不同波长发光的多个相邻量子阱的发光层，所述量子阱与支撑物的正面相接触。
2.2.制造方法的实施方案
图6示出了包括由在不同波长发光的相邻量子阱21、22、23和24构成的发光层20的发光二极管的制造方法的示例。
该方法的第一阶段100包括制备初始衬底50，发光二极管在所述初始衬底上制造。
该方法的第二阶段200包括适当地制备发光二极管。
该第二阶段在气相生长反应器中进行。
这种反应器按照下述一般原理运行。初始衬底50布置在基座80的上表面上。基座80包括加热元件(未示出)，加热元件能够加热基座80的上表面，并且因此能够加热初始衬底50。前驱体通过运载气体而被引至初始衬底。一经与加热了的初始衬底相接触，气体就会发生热分解，从而供给沉积物的生长。
因此，在常规的气相生长反应器中，通过对初始衬底所在的基座80进行加热而实现对初始衬底的加热。
在某些实施方案中，该制造方法使用该一般原理以对在其上制备发光二极管的衬底的温度进行局部改变。
具体而言，该制造方法的第一阶段包括在衬底的背面形成台阶(或图形)，以使面对所述台阶的衬底的正面的温度发生变化。
2.2.1.衬底的制备
如前所述，初始衬底50可以是各种类型的。
例如，初始衬底50可以包括：
-在蓝宝石晶片52上的GaN氮化镓膜51，或者
-自支撑氮化镓层53。
氮化镓层(或者膜分别)可以是极性的、半极性的或非极性的。
使用极性氮化镓使得发射红光并具有高的光输出的量子阱更难制备。具体来说，用于制备量子阱的氮化镓GaN中存在的极性会在阱中引发了电场，该电场减小了电子空穴跃迁能量，并且因此使发射波长改变为更高值的波长，这对于获得例如红色来说是有益的。但是同时，由于导带中的电子和价带中的空穴在量子阱的两侧在空间上事实上互相远离(斯塔克效应)，所以该电场的存在相当程度地减小了光输出。当量子阱更厚时，这种发射波长向红光的偏移以及量子阱的光输出的降低会更加严重。为了在使用极性氮化镓的衬底的情况下实现在红光区发光的量子阱，并且增加电子和空穴的波函数的重叠(提高光输出)，有必要制造低厚度的量子阱(更好的波函数重叠)，同时增加InGaN合金中的铟含量。然而，具有高铟含量的阱的结构质量会遭到损坏，这也会导致低的光输出。
使用非极性氮化镓(无极性)或者半极性(具有为极性氮化镓的极性的十分之一低的极性)能够避免斯塔克效应。在没有电场的情况下，阱中的电子和空穴的波函数的重叠得到改善，这有益于得到高的光输出。另外，已经确定，铟的结合水平在半极性和非极性氮化物中更高。这些取向因此有利于获得具有长的发射波长和高光输出的量子阱。
参考图7，示出了第一变形的衬底制备，其能够在衬底的背面制造台阶。
在该示例中，衬底旨在用于各包括发射蓝光、绿光和红光的量子阱的二极管的制造。
在初始衬底50的背面61上沉积第一掩模106(步骤101)。将在由第一掩模覆盖的区域上制备发射红光的量子阱。
可以通过在衬底的背面的整个表面上沉积树脂，并且留下对应于树脂的开口的未覆盖带，而实现第一掩模106的沉积。
在第一掩模的孔洞实施第一金属沉积(步骤102)。这使得形成在初始衬底50的背面上延伸的第一厚度的金属带107。金属带107的第一厚度取决于每个量子阱所需的发光颜色。
沉积第二掩模108(步骤103)以便覆盖第一掩模106的开口的一部分。发射蓝光的量子阱将在没有由第一掩模106和第二掩模108所覆盖的区域上进行制备。
可以通过在初始衬底50的背面的整个表面上进行新的树脂沉积，并且不覆盖对应于第二掩模的孔洞的带，而实现第二掩模108的沉积。
在第二掩模的孔洞中实施第二金属沉积(步骤104)。获得延伸进入第二掩模108的孔洞的第二厚度的金属带109。同样的，沉积金属的第二厚度取决于量子阱所需的发射波长。
去除第一掩模106和第二掩模108(步骤105)。
获得了初始衬底，其中雉堞状的背面包括由以下各项形成的台阶：
-支撑第二厚度的金属带109的区域，
-支撑比第二厚度更小的第一厚度的金属带107的区域，以及
-没有金属带的区域。
然后将初始衬底50放置在反应器中，以实施制备二极管的第二阶段。
如图8所示，雉堞状背面与加热基座80相接触。
背面的第二厚度的带延伸的区域611与基座相接触，同时其它区域612和613(即没有带的区域613和第一厚度的带延伸的区域612)或多或少地远离基座。
因此，初始衬底的局部温度根据其相关联的区域而变化：
-衬底的位于区域611上方的部分处于第一温度T1，例如发射蓝光的量子阱将在这些区域611上制备，
-衬底的位于区域612上方的部分处于第二温度T2，例如发射绿光的量子阱将在这些区域612上制备，
-衬底的位于区域613上方的部分处于第三温度T3，例如发射红光的量子阱将在这些区域613上制备。
本领域技术人员应当理解，沉积在衬底的背面以形成不同厚度的带的材料并不限于金属。可以使用例如硅的其它导热材料。
在变形中，可以在初始衬底的背面沉积隔热材料。在这种情况下，隔热材料布置在想要在其上方制备高铟浓度的量子阱(即发射红光和绿光的量子阱)的区域上，在想要在其下方制备发射短波长的量子阱的区域没有隔热材料。
参考图10，示出了初始衬底50的制备的另一种变形。在该变形中，没有在初始衬底50的背面沉积材料以形成台阶，而是对初始衬底50进行蚀刻。
在初始衬底50的背面上沉积第一掩模116(步骤111)。将在由第一掩模覆盖的区域上制备发射蓝光的量子阱。
可以通过沉积树脂层并且不覆盖形成第一掩模的孔洞的带而获得第一掩模116的沉积。
通过第一掩模116的孔洞实施对初始衬底的蚀刻(步骤112)。这使得在初始衬底50的背面形成第一深度的沟槽117。
沉积部分地覆盖第一掩模116的孔洞的第二掩模118(步骤113)。将在第一掩模和第二掩模的孔洞上方制备发射红光的量子阱。
可以通过在初始衬底50的背面的整个表面上进行新的树脂沉积，并且不覆盖对应于第二掩模118的孔洞的带，而实现第二掩模118的沉积。
在第二掩模118的孔洞进行第二蚀刻(步骤114)。在初始衬底50中获得了第二深度的沟槽119。
去除第一掩模116和第二掩模118(步骤115)。
获得了如图9所示的具有雉堞状背面的初始衬底50，所述雉堞状背面具有由以下各项形成的台阶：
-包括第二深度的沟槽119的区域，
-支撑比第二深度更小的第一深度的沟槽117的区域，以及
-没有沟槽的区域。
作为如图7所示的实施方案的变形，沟槽的第一深度和第二深度取决于量子阱所需的波长。
2.2.2.二极管的制备
制备好的初始衬底50布置在气相生长反应器的基座上。
将n型掺杂电子输运层(例如n型掺杂氮化镓N-GaN层)沉积在初始衬底50上(步骤210)。
通过例如有机金属气相外延(OMVPE)或者通过分子束外延(MBE)而实现电子输运层的沉积。
然后制备量子阱组20(步骤220)。
由于在初始衬底50的背面上存在的台阶，面对这些台阶的局部温度在输运层10的表面上变化：
-与基座相接触的台阶(在基座和衬底之间零距离d1)以这样的方式有效地将由基座的加热元件产生的热量引导通过衬底和电子输运层，使得位于衬底的与基座80相接触的区域上方的材料体处于温度T1；
-与基座80相隔距离d2的台阶将由加热元件产生的热量以较低效率(由于基座80和衬底50之间的距离d2)引导，使得在间隔距离d2的区域上方延伸的材料体处于低于T1的温度T2。
-与基座80相隔距离d3(大于d2)的台阶将由基座80的加热元件产生的热量以更低的效率引导，使得在间隔距离d3的区域上方延伸的材料体处于低于T2的温度T3。
通过有机金属气相外延从铟、铝、镓和氮的气体前驱物，或者通过分子束外延从包括铟、铝、镓和氮的元素源而实施量子阱的制备。
量子阱21、22和23形成在电子输运层10的表面上。根据温度T1、T2和T3，量子阱21、22和23包含或高或低的高的铟浓度。
具体而言，在层中的铟的结合取决于该层的制备温度：制备温度越低，则铟的结合量越大；相反，温度越高，铟的结合量越小。
由于其不同的铟浓度，量子阱21、22、23发射不同颜色的光。
获得了不同铟浓度的多个相邻量子阱，这些量子阱在不同的波长发射光辐射。
p型掺杂的电子阻挡层(EBL)26沉积在量子阱组20上(步骤230)。该电子阻挡层是例如p型掺杂铝镓氮p-AlGaN层。通过有机金属气相外延(OMVPE)或者通过分子束外延(MBE)而沉积电子阻挡层26。
p型掺杂的空穴输运层30沉积在电子阻挡层上(步骤230)。该空穴输运层30是例如p型掺杂氮化镓p-GaN层。通过例如有机金属气相外延(OMVPE)或者通过分子束外延(MBE)而沉积空穴输运层30。
本方法的另一步骤包括制造使二极管能够连接至电源的二极管的金属接触部(步骤240)。制造接触60(例如在衬底的背面上)。在空穴输运层30的正面制造另一接触70。
3.示例和结果
已进行了一系列的量子阱的生长，以证明下述概念的有效性：由于在衬底的背面的存在空间，而引起了衬底的表面上的温度变化。
如上所述，合金InxGa1–xN的成分对生长温度非常敏感：在相同的流量条件下，当外延温度下降时，铟含量会更高。
衬底温度主要通过与热的基座相接触而获得，因此，如果不存在(在基座和衬底之间的)接触，则会局部地获得冷点。
在本研究中，使用了在蓝宝石晶片上的各包括氮化镓GaN膜(极性或半极性)的衬底。
用作对照物的衬底没有进行处理。其他衬底以这样的方式制备，以获得下述图形的二氧化硅带：
-在衬底背面上1μm厚的图形，
-在衬底背面上2μm厚的图形，
在这些衬底上生长量子阱结构。
使用通过光致发光(比较图12和图13)的表征方法和通过阴极射线发光(比较图14)的表征方法。
图12示出了对于包括半极性氮化镓层的衬底获得的光致发光光谱，更具体而言对于下述各项获得的光致发光光谱：
-对照衬底(即经未处理，未在其背面包含图形)，
-制备的衬底，在其背面包括1μm厚的SiO2带，
-制备的衬底，在其背面包括2μm厚的SiO2带。
包括发射不同颜色光的两个相邻量子阱的发光层形成在制备衬底的每个上。
注意到，包括1μm带的衬底的光谱91比对照衬底的光谱90更宽。
包括2μm的带的衬底的光谱92非常宽，并且在蓝-紫光区和在绿-黄光区显示出两个极大值区域。
图13示出了对于包括极性氮化镓层的衬底获得的光致发光光谱，更具体而言对于下述各项获得的光致发光光谱：
-对照衬底(即经未处理，未在其背面包含图形)，
-制备的衬底，在其背面包括1μm厚的SiO2带，
-制备的衬底，在其背面包括2μm厚的SiO2带。
包括带的两个衬底的光谱91、92比对照衬底的光谱90更宽。包括2μm带的衬底的光谱92更强。
包括带的两个衬底的光谱91、92比对照衬底的光谱90集中于更高的波长，这是生长期间更低的平均温度的象征。
对于通过阴极射线发光进行的表征方法，将射电的位置改变数十μm(所显示的测量的范围延伸超过4mm)，而对在衬底的背面具有2μm厚的二氧化硅带的蓝宝石衬底上的外延极性阱(该结构对应于图13中的光致发光光谱92)获得一系列的光谱。
如图14所示，清楚地观察到量子阱的波长的两个范围93、94(已通过光致发光光谱识别)。
从而能够看到显著的周期***替，该周期***替对应于由于布置在衬底的背面上的SiO2带所导致的晶片的局部温度差异。这些局部波长变化是尖锐的，这对于在二极管的尺寸的尺度上获得多个波长是必要条件，并且因此对于获得白光二极管来说是必要条件。
上文描述的方法使得发射预定的光的二极管能够制造。
本领域技术人员应当理解，可以在不实质上偏离在此给出的新的教导的情况下对上文描述的方法进行许多修改。
因此，上文给出的示例显然仅是具体说明而完全不具有限制性。

Claims (17)

1.一种制造发光二极管的方法，其特征在于所述方法包括在支撑物(50，10)的正面制备发光层(20)的步骤(220)，所述发光层包括在不同波长发光的至少两个相邻的量子阱(21、22、23、24)，所述量子阱(21、22、23、24)与支撑物的正面相接触。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，沉积发光层的步骤包括局部地改变支撑物的与正面相对的背面的温度，使得支撑物的正面包括至少两个处于不同温度的区域。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在不同尺寸的区域上实现支撑物的局部温度变化。
4.根据权利要求2或3中的任一项所述的方法，其中，沉积发光层的步骤包括下述子步骤，所述子步骤包括在各自的区域生长每个量子阱。
5.根据权利要求2至4中的一项所述的方法，其中，局部地改变支撑物的加热温度的子步骤包括在支撑物的背面对支撑物进行蚀刻，所述支撑物包括在其背面的至少一个岛。
6.根据前述权利要求中的一项所述的方法，包括制备支撑物的步骤，所述制备支撑物的步骤包括在支撑物的背面制造至少一个图形。
7.根据权利要求6所述的方法，其中制备支撑物的步骤包括制造多个图形以获得具有雉堞状背面的支撑物，所述雉堞状背面包括台阶。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，制备支撑物的步骤包括制造多个图形以获得具有雉堞状背面的支撑物，所述雉堞状背面包括不同厚度和/或表面的台阶。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，制备的步骤包括在支撑物的背面对支撑物进行蚀刻，以形成至少一个沟槽。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，制备的步骤包括在支撑物的背面沉积材料，以在支撑物的背面形成至少一个岛。
11.根据前述权利要求中的一项所述的方法，包括
-在衬底(50)上沉积(210)电子输运层(10)，
-在发光层(20)上沉积(230)电子阻挡层(26)，
-在电子阻挡层(26)上沉积(230)空穴输运层(30)，
-形成金属接触部(60，70)以使二极管能够连接至电源。
12.根据权利要求4所述的方法，其中，通过以下方式实现每个量子阱的生长：
-通过铟、铝、镓和氮的气体前驱物进行有机金属气相外延，或者
-通过包括铟、铝、镓和氮的元素源进行分子束外延。
13.一种发光二极管，其特征在于所述发光二极管包括在支撑物(50，10)的正面上的发光层(20)，所述发光层包括在不同波长发光的至少两个相邻的量子阱(21、22、23、24)，所述量子阱(21、22、23、24)与支撑物(50，10)的正面相接触。
14.根据前一项权利要求所述的发光二极管，其中，支撑物包括衬底，所述衬底包括在其背面的图形，发光层在衬底的正面上延伸。
15.根据前述两项权利要求中的一项所述的发光二极管，其中，支撑物包括氮化镓GaN衬底。
16.根据前述三项权利要求中的一项所述的发光二极管，其中，支撑物包括半极性或非极性的氮化镓GaN衬底。
17.根据前述四项权利要求中的一项所述的发光二极管，包括金属层，所述金属层在二极管的背面的整个表面上形成阴极。
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