TWI577042B - 發光二極體晶片及數據發射及接收裝置 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種發光二極體晶片及數據發射及接收裝置，且特別是有關於一種適用於可見光通訊(Visible Light Communications,VLC)領域的發光二極體晶片及數據發射及接收裝置。
隨著發光二極體晶片(Light Emitting Diode,LED)的照明日益普及，發光二極體晶片的高速調變特性在可見光通訊(Visible Light Communications,VLC)領域的應用潛力已引起廣泛關注。舉例而言，可藉由一個或多個的發光二極體晶片所發出的可見光當作可見光通訊系統中的資料傳送器。
然而，現有的白光發光二極體晶片應用在可見光通訊領域中仍遭遇到許多挑戰。傳統上製作白光發光二極體晶片的方式分為兩大類，其一為螢光粉白光發光二極體晶片(Phosphor White Light Emitting Diode)，而另一種為採用紅色、綠色、藍色發光二極體晶片之白光發光二極體晶片。傳統的螢光粉白光發光二極體
晶片包括藍色發光二極體晶片以及黃色螢光粉，其中藍色發光二極體晶片發出藍光用以激發黃色螢光粉，而黃光螢光粉吸收部份藍光被激發出黃光進而與其他部分的藍光結合成白光。一般來說，螢光粉被光線激發的發光機制為磷光發光(Phosphorescence)，而磷光發光的生命週期約10-3至102秒之間，由螢光粉所發出來的光的調變頻寬(Modulation Bandwidth)有限，一般不超過10Mbps。因此，螢光粉白光發光二極體晶片較難以應用於可見光通訊系統中的高位元率(high-bit-rate)的資料傳送器。
另一方面，相較於螢光粉白光發光二極體晶片，由紅光、綠光以及藍光三種發光二極體晶片所組成的白光發光二極體晶片所發出來的白光，其整體調變頻寬不受反應速度較慢的螢光粉所影響，可以提供更高的調變頻寬，因此可以同時應用於高位元率的資料傳送器以及照明裝置。但由成本的角度來看，白光發光二極體晶片由紅光、綠光、藍光三種不同的發光二極體晶片所組成，其所需要用到的發光二極體晶片的個數以及種類較多，也因此白光發光二極體晶片的驅動電路也較為複雜，故成本也較為高昂。再者，由於三種發光二極體晶片的生命週期不同，白光發光二極體晶片使用一段時間後，會造成白光的色溫與功率改變，而不同於初始狀態。因此，而需搭配色彩感應器與反饋電路(Feedback Circuits)校正白光以及改變初始的驅動條件以達到初始白光發光二極體晶片的白光色溫。
於是，發展一個較低成本且可適用於可見光通訊系統的發光二極體晶片係為目前研發人員亟欲解決的問題之一。
本發明提供一種發光二極體晶片以及數據發射及接收裝置，適用於可見光通訊系統，且具有較低的生產成本。
本發明的發光二極體晶片適於應用在可見光通訊系統(Visible Light Communications,VLC)，其包括半導體磊晶結構、第一電極以及第二電極。半導體磊晶結構包括多個堆疊的發光層，這些堆疊的發光層用以發出至少具有三個波峰的光譜，且堆疊的發光層包括至少兩個量子井層以發出至少兩個波峰。第一電極電性連接於半導體磊晶結構。第二電極電性連接於半導體磊晶結構。
在本發明的一實施例中，上述的半導體磊晶結構更包括第一型摻雜半導體層以及第二型摻雜半導體層。多個發光層堆疊於第一型摻雜半導體層以及第二型摻雜半導體層之間。
在本發明的一實施例中，上述的半導體磊晶結構更包括多個間隔層，且各間隔層分別位於相鄰的各發光層之間。
在本發明的一實施例中，上述的多個發光層包括第一發光層、第二發光層與第三發光層。第一發光層、第二發光層以及第三發光層分別發出波長範圍介於600奈米至750奈米之間的光束、波長範圍介於500奈米至600奈米之間的光束以及波長範圍
介於420奈米至500奈米之間的光束。
在本發明的一實施例中，上述的半導體磊晶結構包括多個堆疊的發光單元。各發光單元包括第一型摻雜半導體層以及第二型摻雜半導體層，其中各發光層位於第一型摻雜半導體層以及第二型摻雜半導體層之間。
在本發明的一實施例中，上述的各發光單元中的發光層分別發出波長範圍介於600奈米至750奈米之間的光束、波長範圍介於500奈米至600奈米之間的光束以及波長範圍介於420奈米至500奈米之間的光束。
在本發明的一實施例中，上述的多個發光層其中之一包括波長轉換層，其他的發光層包括多個電激發光量子井層。
在本發明的一實施例中，上述的多個電激發光量子井層包括第一電激發光量子井層以及第二電激發光量子井層。
在本發明的一實施例中，上述的半導體磊晶結構更包括多個穿隧接面層，且各穿隧接面層分別位於相鄰的各發光單元之間。
在本發明的一實施例中，上述的多個發光層包括電激發光量子井層以及多個波長轉換層。
在本發明的一實施例中，上述的發光二極體晶片更包括第一型摻雜半導體層以及第二型摻雜半導體層。電激發光量子井層位於第一型摻雜半導體層以及第二型摻雜半導體層之間。
在本發明的一實施例中，電激發光量子井層發出波長範
圍介於420奈米至500奈米之間的光束，多個波長轉換層分別發出波長範圍介於500奈米至600奈米之間的光束以及波長範圍600奈米至750奈米之間的光束。
在本發明的一實施例中，上述的多個波長轉換層包括第一光激發光量子井層以及第二光激發光量子井層。
在本發明的一實施例中，上述的多個波長轉換層包括第一光激發光量子井層以及螢光層。
在本發明的一實施例中，上述的電激發光量子井層發出波長範圍介於320奈米至420奈米之間的光束，多個波長轉換層則分別發出波長範圍介於420奈米至500奈米之間的光束、波長範圍介於500奈米至600奈米之間的光束以及波長範圍600奈米至750奈米之間的光束。
在本發明的一實施例中，上述的多個波長轉換層包括第一光激發光量子井層、第二光激發光量子井層以及第三光激發光量子井層。
在本發明的一實施例中，上述的多個波長轉換層包括第一光激發光量子井層、第一螢光層以及第二螢光層。
在本發明的一實施例中，上述的多個波長轉換層包括第一光激發光量子井層、第二光激發光量子井層以及螢光層。
本發明的數據發射及接收裝置包括數據發射模組以及數據接收模組。數據發射模組包括上述之任一實施例的發光二極體晶片。數據接收模組用以接收至少一個發光二極體晶片所發出的
光束。
基於上述，本發明實施例的發光二極體晶片中，在單一晶片內具有多個發光層，且分別發出不同波長範圍的光束，其中單一發光二極體晶片所發出的光束中，至少兩種以上不同波長範圍的光束來自於量子井層。因此，本發明實施例的發光二極體晶片具有較高的調變頻寬，適用於可見光通訊系統。此外，本發明實施例的發光二極體晶片所發出的光束具有較高的信賴度，同時也不需要複雜的驅動電路，其具有較低的生產成本。另外，本發明實施例的數據發射及接收裝置係利用本發明實施例的發光二極體晶片作為數據發射模組，其適用於可見光通訊系統。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10‧‧‧導電插塞
12‧‧‧延伸部
20‧‧‧反射導電結構
22、480、780、880、1180、1280‧‧‧金屬反射層
24‧‧‧擴散障礙層
26‧‧‧金屬黏著層
28‧‧‧第一歐姆接觸層
29‧‧‧第二歐姆接觸層
30‧‧‧電極墊結構
32‧‧‧第一電極墊
34‧‧‧第二電極墊
40‧‧‧承載基板
50‧‧‧第一導電凸塊
60‧‧‧第二導電凸塊
71a、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400‧‧‧發光二極體晶片
110、210、310、410、510、610、710、810、910、1010、1110、
1210、1310、1410‧‧‧半導體磊晶結構
112‧‧‧發光層
112r‧‧‧第一發光層
112g‧‧‧第二發光層
112b‧‧‧第三發光層
112p‧‧‧光激發光量子井層
112e‧‧‧電激發光量子井層
112p1‧‧‧第一光激發光量子井層
112p2‧‧‧第二光激發光量子井層
112e1‧‧‧第一電激發光量子井層
112e2‧‧‧第二電激發光量子井層
112f‧‧‧螢光層
114、212a、312a、412a、512a、612a、712a、812a、912a、1012a、1112a、1212a、1312a、1412a‧‧‧第一型摻雜半導體層
116、212b、312b、412b、512b、612b、712b、812b、912b、1012b、1112b、1212b、1312b、1412b‧‧‧第二型摻雜半導體層
118、318、518、618、718、918、1018、1118、1218、1418‧‧‧間隔層
120、220、320、420、520、620、720、820、920、1020、1120、1220、1320、1420‧‧‧第一電極
130、230、330、430、530、630、730、830、930、1030、1130、1230、1330、1430‧‧‧第二電極
140、240‧‧‧透明導電層
212、312、412、612、712、812、912、1012、1112、1212、1312、1412‧‧‧發光單元
212a1、312a1、412a1、512a1、612a1、712a1、812a1、912a1、1012a1、1112a1、1212a1、1312a1、1412a1‧‧‧第一發光單元
212a2、312a2、412a2‧‧‧第二發光單元
212a3‧‧‧第三發光單元
214、314、414‧‧‧穿隧接面層
350、450、550、650、750、850、950、1050、1150、1250、1350、1450‧‧‧絕緣層
460、760、860、1160、1260、1460‧‧‧成核層
470、770、870、1170、1270、1470‧‧‧緩衝層
518a1、918a1、1018a1、1181a1、1318a1‧‧‧第一間隔層
518a2、918a2、1018a2、1181a2、1318a2‧‧‧第二間隔層
918a3‧‧‧第三間隔層
S1‧‧‧第一表面
S2‧‧‧第二表面
S3‧‧‧第三表面
S4‧‧‧第四表面
O‧‧‧開口
SUB‧‧‧基板
圖1至圖14繪示為本發明不同實施例的發光二極體晶片的剖面示意圖。
圖15繪示為本發明一實施例的數據發射及接收裝置示意圖。
圖1繪示為本發明一實施例中的發光二極體晶片100的剖面示意圖。請參照圖1，本發明的發光二極體晶片100係為水平
式的發光二極體晶片，其適用於可見光通訊系統。發光二極體晶片100包括半導體磊晶結構110、第一電極120以及第二電極130。半導體磊晶結構110包括多個堆疊的發光層112，這些堆疊的發光層112用以發出具有至少三個波峰的光譜，且這些堆疊的發光層112包括至少兩個量子井層，至少兩個量子井層用以發出光譜中的至少兩個波峰。。第一電極120電性連接於半導體磊晶結構110。第二電極130電性連接於半導體磊晶結構110。
請再參照圖1，本實施例的發光二極體晶片100更包括一基板SUB，其中基板SUB的材料例如是藍寶石(Sapphire)、碳化矽(SiC)、氮化鋁(AlN)或矽(Si)，其中關於基板SUB的材料，本發明並不以此為限。半導體磊晶結構110位於基板SUB上。
在本實施例中，第一電極120與第二電極130的材料例如是鎳/金(Ni/Au)、鈦/金(Ti/Au)、鉻/金(Cr/Au)、氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)或是其他適於應用在發光二極體晶片100的導電材料，本發明並不以此為限。
具體而言，本實施例的半導體磊晶結構110更包括第一型摻雜半導體層114以及第二型摻雜半導體層116，其中第一電極120位在第一型摻雜半導體層114上，而第二電極130則位在第二型摻雜半導體層116上。在第二電極130與第二型摻雜半導體層116之間更包括透明導電層140，而透明導電層140的材料包括氧化銦錫、氧化鋅銦(Indium Zinc Tin Oxide，IZTO)、氧化鋅鎵(GZO)、氧化鋅鋁(AZO)，或是其他具有電流分散作用且可允
許光線通過的材料。另一方面，本實施例的第一型摻雜半導體層114與第二型摻雜半導體層116的其中一者的材料包括n型氮化鎵(n-GaN)，另一者的材料則包括p型氮化鎵(p-GaN)，其中n型氮化鎵所摻雜的材料包括矽(Si)或鍺(Ge)，而p型氮化鎵所摻雜的材料包括鎂(Mg)或鋅(Zn)，且其形成的方法可為有機金屬化學氣相沉積(metalrganic chemical vapor deposition,MOCVD)或分子束磊晶(Molecular beam epitaxy,MBE)...等，本發明並不以此為限。
在本實施例中，多個發光層112堆疊於第一型摻雜半導體層114以及第二型摻雜半導體層116之間。舉例而言，前述的多個發光層112例如包括第一發光層112r、第二發光層112g以及第三發光層112b，且第一發光層112r、第二發光層112g以及第三發光層112b依序堆疊於第一型摻雜半導體層114上。在本實施例中，第一發光層112r用以發出波長範圍介於600奈米至750奈米之間的光束(紅光波長範圍)，第二發光層112g用以發出波長範圍介於500奈米至600奈米之間的光束(綠光波長範圍)，而第三發光層112b則用以發出波長範圍介於420奈米至500奈米之間的光束(藍光波長範圍)。在其他實施例中，上述的第一發光層112r、第二發光層112g以及第三發光層112b也可以發出不同於上述的發光波長範圍的光束。以第一發光層112r為例，第一發光層112r也可以發出波長範圍介於500奈米至600奈米之間的光束或者波長範圍介於420奈米至500奈米之間的光束。類似地，第二發光
層112g與第三發光層112b也可以發出不同於上述所敘述的波長範圍，本發明並不以此為限。此外，半導體磊晶結構110更包括多個間隔層118，各個間隔層118分別位於各個發光層112之間以使各個發光層112不相互接觸，其中間隔層118的材料包括氮化鎵(GaN)。多個發光層112以及間隔層118形成的方法可為有機金屬化學氣相沉積(metalorganic chemical vapor deposition,MOCVD)或分子束磊晶(Molecular beam epitaxy,MBE)...等，本發明並不以此為限。
在一實施例中，各發光層112的結構例如是單一量子井結構(Single Quantum Well,SQW)。在其他實施例中，各發光層112的結構例如是多層量子井結構(Multiple Quantum Well,MQW)，其中多重量子井結構包括以重複的方式交替設置的多個量子井層(Well)和多個量子阻障層(Barrier)，此設計更可以有效地提升發光二極體晶片100的發光效率。此外，在本實施例中，各發光層112的材料包括交替堆疊的多個氮化銦鎵層以及多個氮化鎵層所構成之量子井層(InGaN/GaN)，藉由設計量子井層中銦或鎵的比例，可使多個發光層112發出不同的發光波長範圍。應注意的是，多個發光層112的材料並不以氮化銦鎵/氮化鎵(InGaN/GaN)量子井層為限。在其他實施例中，多個發光層112其材料的選用只要能夠發出所欲之波長範圍的光束的化合物半導體組成皆可，而此仍屬於本發明所欲保護的範圍。
值得一提的是，本實施例的發光二極體晶片100在同一
基板上成長三層能夠分別發出不同波長範圍的發光層。換言之，單一發光二極體晶片即可發出三種不同顏色的光束(紅光、綠光、藍光)。因此，在適當的發光層參數設計之下，發光二極體晶片100經由適當的電壓注入電流後，可以得到理想的白光。接著，相較於傳統的螢光粉發光二極體晶片而言，由於這些光束係由量子井層經電激發光所發出，所以整體調變頻寬不受反應速度較慢的螢光粉所影響，發光二極體晶片100具有較高的調變頻寬，適用於高位元率的數據發射模組。此外，相較於傳統採用紅色、綠色、藍色發光二極體晶片組合而成之白光發光二極體，本實施例之單一發光二極體晶片100即可發出不同顏色的光，故本實施例之發光二極體晶片可以避免了複雜的驅動電路，且具有較低的生產成本。
雖然前述之發光二極體晶片100是以具有三個發光層(112r、112g、112b)為例說明，然而，於其他未繪示的實施例中，發光二極體晶片100亦可具有兩個發光層，或者是四個以上的發光層，而此仍屬於本發明所欲保護的範圍。
在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的部分元件標號與部分內容來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明，關於相同的元件名稱可以參考前述實施例的部分內容，下述實施例不再重複贅述。
圖2繪示為本發明另一實施例的發光二極體晶片的剖面示意圖。圖2所繪示的發光二極體晶片200與圖1所繪示的發光
二極體晶片100類似，惟兩者之間的主要差異在於：半導體磊晶結構210包括多個堆疊的發光單元212以及多個穿隧接面層(Tunnel Junction Layer)214。各發光單元212包括第一型摻雜半導體層212a以及第二型摻雜半導體層212b，且各發光層112位於第一型摻雜半導體層212a以及第二型摻雜半導體層212b之間。換言之，各發光層112r、112g、112b皆位於對應的一第一型摻雜半導體層212a以及一第二型摻雜半導體層212b之間。另一方面，多個穿隧接面層214分別位於相鄰的各發光單元212之間，其中各穿隧接面層214的材料包括_由AlxInyGa1-x-yN/AluInvGa1-u-vN之雙層或多層材料組合而成之結構，且厚度範圍介於2奈米至200奈米之間，且穿隧接面層214的形成方法可以是重摻雜製程以形成p+/n+接面，也可以是極化誘導(polarization induced)或是其他可以產生穿隧效應的適當製程，本發明並不以此為限。
請再參照圖2，在本實施例中，多個發光單元212例如包括第一發光單元212a1、第二發光單元212a2以及第三發光單元212a3，其中第一發光單元212a1、第二發光單元212a2以及第三發光單元212a3依序堆疊於基板SUB上。此外，第一發光層112r位於第一發光單元212a1中的第一型摻雜半導體層212a以及第二型摻雜半導體層212b之間，第二發光層112g位於第二發光單元212a2中的第一型摻雜半導體層212a以及第二型摻雜半導體層212b之間，且第三發光層112b位於第三發光單元212a3中的第一型摻雜半導體層212a以及第二型摻雜半導體層212b之間。第一
電極220位於第一發光單元212a1上的第一型摻雜半導體層212a上，第二電極230則位於第三發光單元212a3的第二型摻雜半導體層212b上。在本實施例中，發光二極體晶片200更包括透明導電層240，且透明導電層240位於第二電極230與第三發光單元212a3之間。
值得一提的是，在本實施例中，各穿隧接面層214分別位於相鄰的各發光單元212之間，以分隔各個發光單元212。詳細來說，利用兩組穿隧接面層結構214將第一發光單元212a1、第二發光單元212a2以及第三發光單元212a3串接起來，以形成所謂的串接式白光發光二極體晶片(Tandem White LED)，此設計可有效地提升發光二極體晶片200的發光效率。
圖3繪示為本發明另一實施例中的發光二極體晶片的剖面示意圖。圖3所繪示的發光二極體晶片300與圖2所繪示的發光二極體晶片200類似，惟兩者之間的主要差異在於：發光二極體晶片300為一垂直式的發光二極體晶片，且發光二極體晶片300的第一電極320包括導電插塞(conductive plug)10，第二電極330則包括反射導電結構20。接著，多個發光層112的其中之一包括波長轉換層，而其他的發光層112則包括多個電激發光量子井層。具體而言，多個電激發光量子井層包括第一電激發光量子井層112e1以及第二電激發光量子井層112e2，而波長轉換層包括螢光層112f。第一電激發光量子井層112e1與第二電激發光量子井層112e2皆位於對應的第一型摻雜半導體層312a以及第二型摻雜半
導體層312b之間。更具體的說，第一電激發光量子井層112e1位於第一發光單元312a1的第一型摻雜半導體層312a以及第二型摻雜半導體層312b之間，第二電激發光量子井層112e2則位於第二發光單元312a2的第一型摻雜半導體層312a以及第二型摻雜半導體層312b之間。換言之，相對於前述的發光二極體晶片200，發光二極體晶片300具有兩個堆疊的發光單元312，且穿隧接面層314則位於第一發光單元312a1以及第二發光單元312a2之間。另一方面，第一發光單元312a1具有第一表面S1以及相對於第一表面S1的第二表面S2，螢光層112f位於第一表面S1上，第二發光單元312a2則位於第二表面S2上。導電插塞10位於第一表面S1上，且電性連接於半導體磊晶結構310。反射導電結構20則位於第二發光單元312a2上，其中第二發光單元312a2位於反射導電結構20與第一發光單元312a1之間。反射導電結構20電性連接於半導體磊晶結構310。
詳細來說，在本實施例中，螢光層112f與第一發光單元312a1之間更包括間隔層318。間隔層318的材料包括未摻雜的氮化鎵(undoped GaN,u-GaN)。此外，本實施例的發光二極體晶片300更包括開口O，開口O貫穿間隔層318以及第一發光單元312a1中的部分的第一型摻雜半導體層312a，其中開口O的形成方式例如是經由選擇性的乾蝕刻而形成，例如是電漿蝕刻(Plasma Etching)的方式形成。導電插塞10位於開口O中與第一發光單元312a1的第一型摻雜半導體層312a形成歐姆接觸(Ohmic
Contact)，以電性連接於半導體磊晶結構310，其中導電插塞10的材料包括鈦(Ti)/鋁(Al)/鎳(Ni)/金(Au)或鈦(Ti)/鋁(Al)/鉻(Cr)/金(Au)合金。此外，絕緣層350配置於開口O的側璧以及間隔層318的表面，其用以電性阻絕導電插塞10與間隔層318，其中絕緣層350的材料包括二氧化矽(Silicon Dioxide,SiO2)或者是其他可以電性絕緣的材料。
另一方面，在本實施例中，反射導電結構20包括依序排列的金屬反射層22、擴散障礙層24、金屬黏著層26、第一歐姆接觸層28、基板SUB以及第二歐姆接觸層29。金屬反射層22電性連接於第二發光單元312a2，且可有效地將這些發光層112所發出的部分光束朝向預定的發光方向(例如是往第一表面S1的方向)發射出去以提升發光二極體晶片300的出光效率(Light Extraction Efficiency)，其材料包括鎳/銀合金(Ni/Ag)。擴散障礙層24用以避免金屬黏著層26與金屬反射層22相互擴散，其材料包括鈦化鎢/鉑合金(TiW/Pt)。值得一提的是，金屬反射層22與擴散障礙層24可以是利用蒸鍍(Evaporation)的方式蒸鍍於半導體磊晶結構310上，金屬反射層22同時作為與第二型摻雜半導體層312b形成歐姆接觸之金屬層及反射鏡。一般來說，與金屬反射層22接觸的第二型摻雜半導體層312b的材料包括P型氮化鎵(p-GaN)，但本發明並不以此為限。金屬黏著層26用以與第一歐姆接觸層28電性連接以及物理性連接，其材料包括銦(In)。第一歐姆接觸層28以及第二歐姆接觸層29分別位於基板SUB的兩側，且用以與
基板SUB形成歐姆接觸，其中第一歐姆接觸層28以及第二歐姆接觸層29的材料包括鈦/金合金(Ti/Au)，基板SUB的材料包括矽。應注意的是，於其他實施例中，反射導電結構20也可以是其他具有反射以及導電功能的結構，此處僅為舉例，本發明並不以此為限。
接著，在本實施例中，第一電激發光量子井層112e1用以發出波長範圍介於420奈米至500奈米之間的光束，第二電激發光量子井層112e2則用以發出波長範圍介於500奈米至600奈米之間的光束。螢光層112f用以發出波長範圍介於600奈米至750奈米之間的光束，其中螢光層112f的材料例如是銪(Eu)摻雜的(SrCa)AlSiN3或者是其他能夠發出此波長範圍介於600奈米至750奈米的紅光螢光粉。在其他實施例中，第一電激發光量子井層112e1用以發出波長範圍介於500奈米至600奈米之間的光束，第二電激發光量子井層112e2則用以發出波長範圍介於420奈米至500奈米之間的光束，本發明並不以此為限。詳言之，在本實施例的發光二極體晶片300經施加電壓以注入電流後，第一電激發光量子井層112e1經電流激發後發出波長範圍介於420奈米至500奈米之間的光束，第二電激發光量子井層112e2經電流激發後則發出波長範圍介於500奈米至600奈米之間的光束，而螢光層112f則吸收部分由第一電激發光量子井層112e1或第二電激發光量子井層112e2所發出的光束而被激發出波長範圍介於600奈米至750奈米之間的光束。
值得一提的是，相對於水平式的發光二極體晶片，本實施例的發光二極體晶片300可以避免因電流擁擠效應(Current Crowded Effect)所產生大量的熱，並有效地提升發光二極體晶片300的發光效率。接著，相較於傳統的發光二極體晶片所使用的藍寶石基板，本實施例中的發光二極體晶片300所使用的矽基板的導熱係數較高，可以更有效地提升發光二極體晶片300的散熱能力，因而能使發光二極體晶片300的生命週期更進一步地提升。
圖4繪示為本發明另一實施例的發光二極體晶片的剖面示意圖。圖4所繪示的發光二極體晶片400與圖3所繪示的發光二極體晶片300類似，惟兩者之間的主要差異在於：發光二極體晶片400係為覆晶式(Flip Chip)的發光二極體晶片，進一步來說，發光二極體晶片400可藉由電極墊結構30與承載基板40接合。接著，第一電極420與第二電極430位於半導體磊晶結構410的同一側，其中第一電極420電性連接於第一發光單元412a1，第二電極430則電性連接於第二發光單元412a2。再者，基板SUB位於螢光層112f與第一發光單元412a1之間。此外，發光二極體晶片400更包括金屬反射層480，其中第二電極430位於金屬反射層480與第二發光單元412a2之間。
具體而言，本實施例的發光二極體晶片400更包括開口O，其中開口O貫穿金屬反射層480、第二電極430、第二發光單元412a2、穿隧接面層414、第一發光單元412a1中的第二型摻雜半導體層412b、第一電激發光量子井層112e1以及第一發光單元
412a1中部分的第一型摻雜半導體層412a。第一電極420包括導電插塞10以及外延於導電插塞10的延伸部12，導電插塞10位於開口O中與第一發光單元412a1的第一型摻雜半導體層412a形成歐姆接觸，電性連接於半導體磊晶結構410。此外，絕緣層450配置於開口O的側璧以及金屬反射層480的部分表面。
請再參照圖4，本實施例的發光二極體晶片400藉由第一導電凸塊(solder)50以及第二導電凸塊60電性連接於電極墊結構30。進一步來說，第一導電凸塊50與延伸部12電性連接，而第二導電凸塊60則與金屬反射層480電性連接，其中第一導電凸塊50與第二導電凸塊60的材料包括金。另一方面，電極墊結構30包括第一電極墊32以及第二電極墊34，且第一電極墊32以及第二電極墊34位於承載基板40上，其中第一電極墊32電性連接於第一導電凸塊50，而第二電極墊34則電性連接於第二導電凸塊60。承載基板40的材料包括氮化鋁或者是其他具有高熱傳導係數的基板。電極墊結構30與承載基板40可視為覆晶封裝之承載器(Submount)。
另一方面，在本實施例中，基板SUB具有第三表面S3以及相對於第三表面S3的第四表面S4，其材料包括圖案化藍寶石基板(Patterned Sapphire Substrate,PSS)，其中基板SUB圖案化的表面為第二表面S4，且其具有表面圖案(例如為凸起圖案)。值得注意的是，圖案化的藍寶石基板可將發光二極體晶片400所發出的光束散射，可有效地提升發光二極體晶片400的光萃取效
率(Light Extraction Efficiency)。此外，本實施例的發光二極體晶片400更包括成核層460與緩衝層470，且成核層460以及緩衝層470位於第四表面S4上，其中成核層460位於基板SUB以及緩衝層470之間。成核層(Nucleation Layer)460的材料包括氮化鋁，其中成核層460的形成方式可以是濺鍍(Sputtering)、真空熱蒸鍍(Vacuum Thermal Evaporation,VTE)或電子束蒸鍍(E-beam Evaporation)的方法沈積成核層460。緩衝層(Buffer Layer)470的材料包括未摻雜的氮化鎵。成核層460以及緩衝層470用以避免後續磊晶缺陷(Defect)與晶格錯位(Dislocation)的產生，以提升後續磊晶的品質。
值得一提的是，本實施例的發光二極體晶片400係為覆晶式的發光二極體晶片，發光層所產生的熱可經由下方的導電凸塊再經由高導熱係數的承載基板向外部傳導，可大幅提升散熱效果。再者，覆晶式的發光二極體晶片不需打線等製程，同時也大幅地縮減發光二極體晶片400所需的體積。
圖5繪示為本發明另一實施例的發光二極體晶片的剖面示意圖。圖5所繪示的發光二極體晶片500與圖3所繪示的發光二極體晶片300類似，惟兩者主要之間的差異在於：多個發光層包括一電激發光量子井層112e以及多個波長轉換層。更具體的說，多個波長轉換層包括第一光激發光量子井層112p1以及第二光激發光量子井層112p2。接著，電激發光量子井層112e位於第一型摻雜半導體層512a以及第二型摻雜半導體層512b之間。換
言之，在本實施例中，電激發光量子井層112e以及第一型摻雜半導體層512a與第二型摻雜半導體層512b可視為一個發光單元512，也就是發光二極體晶片500具有第一發光單元512a1。第一發光單元512a1具有第一表面S1以及相對於第一表面S1的第二表面S2。第二光激發光量子井層112p2位於第一光激發光量子井層112p1以及第一發光單元512a1之間。反射導電結構20則位於第二表面S2上，且電性連接於第一發光單元512a1。再者，半導體磊晶結構510更包括多個間隔層518，在本實施例中，多個間隔層518例如是兩個間隔層518，也就是第一間隔層518a1以及第二間隔層518a2。第一間隔層518a1位於第一光激發光量子井層112p1的一側，而第二間隔層518a2則位於第一光激發光量子井層112p1另一側，其中第二間隔層518a2位於第一光激發光量子井層112p1與第二光激發光量子井層112p2之間。換言之，多個間隔層518與第一光激發光量子井層112p1以及第二光激發光量子井層112p2交替堆疊。
請再參照圖5，另一方面，發光二極體晶片500的開口O貫穿第一間隔層518a1、第一光激發光量子井層112p1、第二間隔層518a2、第二光激發光量子井層112p2以及部分的第一發光單元512a1的第一型摻雜半導體層512a。導電插塞10位於開口O中與第一發光單元512a1的第一型摻雜半導體層512a形成歐姆接觸，以電性連接於第一發光單元512a1。絕緣層550配置於開口O的側璧以及第一間隔層518a1的表面上。
具體而言，在本實施例中，電激發光量子井層112e用以發出波長範圍介於420奈米至500奈米之間的光束。第一光激發光量子井層112p1用以發出600奈米至750奈米之間的光束，第二光激發光量子井層112p2則用以發出500奈米至600奈米之間的光束。在其他實施例中，第一光激發光量子井層112p1也可以用以發出波長範圍500奈米至600奈米之間的光束，第二光激發光量子井層112p2則用以發出波長範圍600奈米至750奈米之間的光束，本發明並不以此為限。詳言之，在本實施例的發光二極體晶片500經施加電壓以注入電流後，電激發光量子井層112e經電流激發後發出波長範圍介於420奈米至500奈米之間的光束。第一光激發光量子井層112p1以及第二光激發光量子井層112p1吸收部分電激發光量子井層112e所發出的光束後，而這些光激發光量子井層分別被激發出如前述所述的對應的波長範圍的光束。換言之，本實施例中的電激發光量子井層112e經施加電壓以注入電流後所發出的光束用以激發堆疊在同一基板上的第一光激發光量子井層112p1以及第二光激發光量子井層112p2。也就是說，本實施例的發光二極體晶片500為具有三波峰光譜的白光發光二極體晶片。
值得一提的是，本實施例的發光二極體晶片500所發出的白光光譜中的三個波峰係來自量子井層發出之光束，其中三個波峰的強度(紅光、綠光、藍光)可以隨著注入電流之增減展現一致的增減，因此發光二極體晶片500所發出的白光不會因驅動
電壓產生變化而改變其色彩特性(色溫、演色性指數或其他色彩特性)。另一方面，相較於傳統採用紅色、綠色、藍色發光二極體晶片組合而成之白光發光二極體，由於光致發光量子井層的發光機制為螢光發光(Fluorescence)，而螢光發光的生命週期約在10-11到10-7秒之間。因此本實施例的發光二極體晶片500同樣也適用於可見光通訊系統，可作為可見光通訊系統中的高位元率的數據發射模組。相較於傳統利用紅光晶片、綠光晶片與藍光晶片形成的白光發光二極體更具有低成本以及高信賴度的優勢。
圖6繪示為本發明另一實施例的發光二極體晶片的剖面示意圖。圖6所繪示的發光二極體晶片600與圖5所繪示的發光二極體晶片500類似，惟兩者主要差異在於：多個發光層中的多個波長轉換層包括光激發光量子井層112p以及螢光層112f，其中一間隔層618位於光激發光量子井層112p與螢光層112f之間。開口O貫穿螢光層112f、間隔層618、光激發光量子井層112p以及第一發光單元612a1中部分的第一型摻雜半導體層612a。
具體而言，在本實施例中，電激發光量子井層112e用以發出波長範圍介於420奈米至500奈米之間的光束。光激發光量子井層112p用以發出波長範圍500奈米至600奈米之間的光束。螢光層112f用以發出波長範圍600奈米至750奈米之間的光束。詳言之，在本實施例的發光二極體晶片500經施加電壓以注入電流後，電激發光量子井層112e經電流激發後發出波長範圍介於420奈米至500奈米之間的光束，光激發光量子井層112p與螢光層
112f吸收電激發光量子井層112e所發出的光束後，分別被激發出波長範圍500奈米至600奈米之間的光束以及波長範圍600奈米至750奈米的光束。換言之，在本實施例的發光二極體晶片600經施加電壓以注入電流後，電激發光量子井層112e經電流激發後發出的部分光束用以激發堆疊在同一基板上的光激發光量子井層112p以及螢光層112f。也就是說，本實施例的發光二極體晶片600為具有三波峰光譜的白光發光二極體晶片。
圖7繪示為本發明另一實施例的發光二極體晶片的剖面示意圖。圖7所繪示的發光二極體晶片700與圖4所繪示的發光二極體晶片400類似，惟兩者主要差異在於：多個發光層包括一電激發光量子井層112e以及多個波長轉換層。更具體的說，多個波長轉換層包括第一光激發光量子井層112p1以及第二光激發光量子井層112p2。接著，電激發光量子井層112e位於第一型摻雜半導體層712a以及第二型摻雜半導體層712b之間。換言之，電激發光量子井層112e以及第一型摻雜半導體層712a與第二型摻雜半導體層712b可視為一個發光單元712，也就是發光二極體晶片700具有第一發光單元712a1。第一發光單元712a1具有第一表面S1以及相對於第一表面S1的第二表面S2。第二光激發光量子井層112p2位於第一光激發光量子井層112p1與第一發光單元712a1之間。緩衝層770位於第一光激發光量子井層112p1與成核層760之間。
請再參照圖7，另一方面，第一電極720與第二電極730
電性連接於第一發光單元712a1。開口O貫穿金屬反射層780、第二電極730、第一發光單元712a1中的第二型摻雜半導體層712b、電激發光量子井層712e以及第一發光單元712a1中部分的第一型摻雜半導體層712a。導電插塞10位於開口O中與第一發光單元712a1的第一型摻雜半導體層712a形成歐姆接觸，以電性連接於第一發光單元712a1。
在本實施例的發光二極體晶片700中，電激發光量子井層112e、第一光激發光量子井層112p1以及第二光激發光量子井層112p2所發出的波長範圍的光束對應如同圖5的發光二極體晶片500中的電激發光量子井層112e、第一光激發光量子井層112p1以及第二光激發光量子井層112p2所發出的波長範圍的光束，在此不再贅述。
圖8繪示為本發明另一實施例的發光二極體晶片的剖面示意圖。圖8所繪示的發光二極體晶片800與圖7所繪示的發光二極體晶片700類似，惟兩者主要差異在於：多個發光層中的多個波長轉換層包括光激發光量子井層112p以及螢光層112f。此外，緩衝層870、成核層860以及基板SUB位於光激發光量子井層112p與螢光層112f之間，其中螢光層112f位於基板SUB的第三表面S3上，而光激發光量子井層112p則位於第一發光單元812a1與緩衝層870之間。
在本實施例的發光二極體晶片800中，電激發光量子井層112e、光激發光量子井層112p以及螢光層112f所發出的波長
範圍的光束對應如同圖6的發光二極體晶片600中的電激發光量子井層112e、光激發光量子井層112p以及螢光層112f所發出的波長範圍的光束，在此不再贅述。
圖9繪示為本發明另一實施例的發光二極體晶片的剖面示意圖。圖9所繪示的發光二極體晶片900與圖5所繪示的發光二極體晶片500類似，惟兩者主要差異在於：除了第一光激發光量子井層112p1以及第二光激發光量子井層112p2之外，多個波長轉換層更包括一第三光激發光量子井層112p3。此外，半導體磊晶結構910除了第一間隔層918a1以及第二間隔層918a2之外，更包括一第三間隔層918a3。第三光激發光量子井層112p3位於第二光激發光量子井層112p2與第一發光單元912a1之間。第二光激發光量子井層112p2位於第一光激發光量子井層112p1與第三光激發光量子井層112p3之間。第一間隔層918a1位於第一光激發光量子井層112p1的一側，第二間隔層918a2則位於第一光激發光量子井層112p1的另一側，其中第二間隔層918a2位於第一光激發光量子井層112p1與第二光激發光量子井層112p2之間。第三間隔層918a3位於第二光激發光量子井層112p2與第三光激發光量子井層112p3之間。換言之，這些間隔層918與第一光激發光量子井層112p1、第二光激發光量子井層112p2以及第三光激發光量子井層112p3交替堆疊。
請再參照圖9，另一方面，發光二極體晶片900的開口O則貫穿第一間隔層918a1、第一光激發光量子井層112p1、第二間
隔層918a2、第二光激發光量子井層112p2、第三間隔層918a3、第三光激發光量子井層112p3以及部分的第一發光單元912a1的第一型摻雜半導體層912a。
具體而言，在本實施例中，電激發光量子井層112e用以發出波長範圍介於320奈米至420奈米之間的光束(紫光波長範圍)。第一光激發光量子井層112p1用以發出600奈米至750奈米之間的光束，第二光激發光量子井層112p2用以發出500奈米至600奈米之間的光束，第三光激發光量子井層112p3則用以發出波長範圍介於420奈米至500奈米之間的光束。詳言之，在本實施例的發光二極體晶片900經施加電壓以注入電流後，電激發光量子井層112e經電流激發後所發出的部分光束被第一光激發光量子井層112p1、第二光激發光量子井層112p1以及第三光激發光量子井層112p3所吸收，而這些光激發光量子井層分別被激發出如上述所述的對應的波長範圍的光束。換言之，本實施例中的電激發光量子井層112e經施加電壓以注入電流後所發出的光束用以激發堆疊在同一基板上的第一光激發光量子井層112p1、第二光激發光量子井層112p2、以及第三光激發光量子井層112p3以達到具有四波峰光譜的白光發光二極體晶片。
圖10繪示為本發明另一實施例的發光二極體晶片的剖面示意圖。圖10所繪示的發光二極體晶片1000與圖5所繪示的發光二極體晶片500類似，惟兩者主要差異在於：多個發光層更包括一螢光層112f，其中螢光層112f位於第一間隔層1018a1上。開
口O除了貫穿第一間隔層1018a1、第一光激發光量子井層112p1、第二間隔層1018a2、第二光激發光量子井層112p2以及部分的第一發光單元1012a1的第一型摻雜半導體層1012a之外，更貫穿螢光層112f。此外，第一型摻雜半導體層1012a可形成於開口O的底部。
另一方面，在本實施例的發光二極體晶片1000中，電激發光量子井層112e用以發出的波長範圍介於320奈米至420奈米之間的光束。第一光激發光量子井層112p1用以發出500奈米至600奈米之間的光束，第二光激發光量子井層112p2則用以發出420奈米至500奈米之間的光束。螢光層112f用以發出600奈米至750奈米之間的光束。詳言之，在本實施例的發光二極體晶片1000經施加電壓以注入電流後，電激發光量子井層112e經電流激發後所發出的光束部分被第一光激發光量子井層112p1、第二光激發光量子井層112p1以及螢光層112f所吸收，而這些光激發光量子井層以及螢光層分別被激發出如上述所述的對應的波長範圍的光束。
圖11繪示為本發明另一實施例的發光二極體晶片的剖面示意圖。圖11所繪示的發光二極體晶片1100與圖7所繪示的發光二極體晶片700類似，惟兩者主要差異在於：除了第一光激發光量子井層112p1以及第二光激發光量子井層112p2之外，多個波長轉換層更包括一第三光激發光量子井層112p3。在本實施例中，多個間隔層1118的數量例如是兩個，也就是第一間隔層1118a1
以及第二間隔層1118a2。第一間隔層1118a1位於第一光激發光量子井層112p1第二光激發光量子井層112p2之間。第二間隔層1118a2位於第二光激發光量子井層112p2與第三光激發光量子井層112p3之間。
另一方面，在本實施例中的發光二極體晶片1100中，電激發光量子井層112e、第一光激發光量子井層112p1、第二光激發光量子井層112p2以及第三光激發光量子井層112p3所發出的波長範圍的光束對應如同圖9的發光二極體晶片900中的電激發光量子井層112e、第一光激發光量子井層112p1、第二光激發光量子井層112p2以及第三光激發光量子井層112p3所發出的波長範圍的光束，在此不再贅述。
圖12繪示為本發明另一實施例的發光二極體晶片的剖面示意圖。圖12所繪示的發光二極體晶片1200與圖7所繪示的發光二極體晶片700類似，惟兩者主要差異在於：多個發光層112更包括一螢光層112f，其中螢光層112f位於基板SUB的第三表面S3上。
另一方面，在本實施例的發光二極體晶片1200中，電激發光量子井層112e、第一光激發光量子井層112p1、第二光激發光量子井層112p2以及螢光層112f所發出的波長範圍的光束依序對應如同圖10的發光二極體晶片1000中電激發光量子井層112e、第一光激發光量子井層112p1、第二光激發光量子井層112p2以及螢光層112f，所發出的波長範圍的光束，在此不再贅述。
圖13繪示為本發明另一實施例的發光二極體晶片的剖面示意圖。圖13所繪示的發光二極體晶片1300與圖10所繪示的發光二極體晶片1000類似，惟兩者主要差異在於：多個波長轉換層包括第一光激發光量子井層112p1、第一螢光層112f1以及第二螢光層112f2，其中第一光激發光量子井層112p1、第一螢光層112f1以及第二螢光層112f2的位置位依序對應為如同圖10所繪示的發光二極體晶片1000中的第二光激發光量子井層112p2、第一光激發光量子井層112p1以及螢光層112f。第一間隔層1318a1位於第一螢光層112f1與第二螢光層112f2之間，第二間隔層1318a2第一光激發光量子井層112p1以及位於第二螢光層112f2之間，關於詳細的位置關係在此不再贅述。
另一方面，本實施例中的發光二極體晶片1300中的電激發光量子井層112e、第一光激發光量子井層112p1、第二螢光層112f2以及第一螢光層112f1所發出的波長範圍的光束依序對應如同圖10的發光二極體晶片1000中電激發光量子井層112e、第一光激發光量子井層112p1、第二光激發光量子井層112p2以及螢光層112f，所發出的波長範圍的光束，在此不再贅述，其中第二螢光層112f2的材料包括能夠發出波長範圍介於500奈米至600奈米之間的光束的綠光螢光粉。
圖14繪示為本發明另一實施例的發光二極體晶片的剖面示意圖。圖14所繪示的發光二極體晶片1400與圖12所繪示的發光二極體晶片1200類似，惟兩者主要差異在於：多個波長轉換層
包括第一光激發光量子井層112p1、第一螢光層112f1以及第二螢光層112f2，其中第一光激發光量子井層112p1位於緩衝層1470與第一發光單元1412a1之間，而第一螢光層112f1以及第二螢光層f2位於基板SUB的第三表面S3上。第一螢光層112f1以及第二螢光層112f2之間更包括一層間隔層1418，用以隔開第一螢光層112f1以及第二螢光層112f2。
另一方面，本實施例中的發光二極體晶片1400中的電激發光量子井層112e、第一光激發光量子井層112p1、第二螢光層112f2以及第一螢光層112f1所發出的波長範圍的光束依序對應如同圖13的發光二極體晶片1300中的電激發光量子井層112e、第一光激發光量子井層112p1、第二螢光層112f2以及第一螢光層112f1所發出的波長範圍的光束，在此不再贅述。
圖15繪示為適用於前述實施例之發光二極體晶片的數據發射及接收裝置示意圖。在本實施例中，數據發射及接收裝置70包括數據發射模組71以及數據接收模組73。數據發射模組71包括一或多個發光二極體晶片71a，其中一或多個發光二極體晶片71a可以由前述任意實施例之發光二極體晶片之中選擇，且數據發射模組71用以控制一或多個發光二極體晶片71a的光學特性。數據接收模組73則用以接收一或多個發光二極體晶片71a所發出的光束。前述包括有數據發射模組71與數據接收模組73之數據發射及接收裝置70的操作模式例如是採用US 2009/0214225 A1中所記載的操作模式。
值得一提的是，本發明實施例的數據發射及接收裝置70係利用本發明上述實施例之任一種發光二極體晶片，由於本發明上述實施例之任一種發光二極體晶片具有較高的調變頻寬，適用於高位元率的數據發射模組。此外，數據發射及接收裝置70更可搭配一波長多工器(Wavelength Division Multiplexing，WDM)，將由上述實施例中由量子井層所發出不同波長的光束攜帶不同的訊號。因此本發明實施例的數據發射及接收裝置70適用於可見光通訊系統。
綜上所述，本發明實施例的發光二極體晶片中，在單一晶片內具有多個發光層，且分別發出不同波長範圍的光束，其中單一發光二極體晶片所發出的光束中，至少兩種以上不同波長範圍的光束來自於量子井層。因此，本發明實施例的發光二極體晶片具有較高的調變頻寬，適用於可見光通訊系統。接著，本發明實施例的發光二極體晶片所發出的光束具有較高的信賴度，同時也不需複雜的驅動電路，其具有較低的生產成本。再者，本發明實施例的發光二極體晶片依照使用者不同的需求可以適用於任何形式的發光二極體晶片，也就是可以適用於水平式發光二極體晶片、垂直式發光二極體晶片、覆晶式發光二極體晶片或其他種類的發光二極體晶片。另外，本發明實施例的數據發射及接收裝置係利用本發明實施例的發光二極體晶片為數據發射模組，其適用於可見光通訊系統。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本
發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧導電插塞
20‧‧‧反射導電結構
22‧‧‧金屬反射層
24‧‧‧擴散障礙層
26‧‧‧金屬黏著層
28‧‧‧第一歐姆接觸層
29‧‧‧第二歐姆接觸層
112e‧‧‧電激發光量子井層
112p1‧‧‧第一光激發光量子井層
112p2‧‧‧第二光激發光量子井層
500‧‧‧發光二極體晶片
510‧‧‧半導體磊晶結構
512‧‧‧發光單元
512a1‧‧‧第一發光單元
512a‧‧‧第一型摻雜半導體層
512b‧‧‧第二型摻雜半導體層
518‧‧‧間隔層
518a1‧‧‧第一間隔層
518a2‧‧‧第二間隔層
520‧‧‧第一電極
530‧‧‧第二電極
550‧‧‧絕緣層
O‧‧‧開口
S1‧‧‧第一表面
S2‧‧‧第二表面
SUB‧‧‧基板
Claims (19)
- 一種發光二極體晶片，用於一可見光通訊系統，該發光二極體晶片包括：一半導體磊晶結構，其中該半導體磊晶結構包括多個堆疊的發光層，這些堆疊的發光層用以發出具有至少三個波峰的一光譜，且這些堆疊的發光層包括至少兩個量子井層，該至少兩個量子井層用以發出該光譜中的至少兩個波峰，其中該光譜為白光光譜；一第一電極，電性連接於該半導體磊晶結構；以及一第二電極，電性連接於該半導體磊晶結構。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體晶片，其中該半導體磊晶結構更包括：一第一型摻雜半導體層；以及一第二型摻雜半導體層，其中該些發光層堆疊於該第一型摻雜半導體層以及該第二型摻雜半導體層之間。
- 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體晶片，其中該半導體磊晶結構更包括多個間隔層，且各該間隔層分別位於相鄰的各該發光層之間。
- 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體晶片，其中該些發光層包括一第一發光層、一第二發光層與一第三發光層，該第一發光層、該第二發光層以及該第三發光層分別發出波長範圍介於600奈米至750奈米之間的光束、波長範圍介於500奈米至600 奈米之間的光束以及波長範圍介於420奈米至500奈米之間的光束。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體晶片，其中該半導體磊晶結構包括多個堆疊的發光單元，各該發光單元包括：一第一型摻雜半導體層；以及一第二型摻雜半導體層，其中各該發光層位於該第一型摻雜半導體層以及該第二型摻雜半導體層之間。
- 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體晶片，其中各該發光單元中的發光層分別發出波長範圍介於600奈米至750奈米之間的光束、波長範圍介於500奈米至600奈米之間的光束以及波長範圍介於420奈米至500奈米之間的光束。
- 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體晶片，其中該些發光層其中之一包括波長轉換層，其他的發光層包括多個電激發光量子井層。
- 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體晶片，其中該些電激發光量子井層包括一第一電激發光量子井層以及一第二電激發光量子井層。
- 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體晶片，其中該半導體磊晶結構更包括多個穿隧接面層，且各該穿隧接面層分別位於相鄰的各該發光單元之間。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體晶片，其中該些發光層包括一電激發光量子井層以及多個波長轉換層。
- 如申請專利範圍第10項所述的發光二極體晶片，其中該發光二極體晶片更包括：一第一型摻雜半導體層；以及一第二型摻雜半導體層，其中該電激發光量子井層位於該第一型摻雜半導體層以及該第二型摻雜半導體層之間。
- 如申請專利範圍第10項所述的發光二極體晶片，其中該電激發光量子井層發出波長範圍介於420奈米至500奈米之間的光束，該些波長轉換層分別發出波長範圍介於500奈米至600奈米之間的光束以及波長範圍600奈米至750奈米之間的光束。
- 如申請專利範圍第12項所述的發光二極體晶片，其中該些波長轉換層包括一第一光激發光量子井層以及一第二光激發光量子井層。
- 如申請專利範圍第12項所述的發光二極體晶片，其中該些波長轉換層包括一第一光激發光量子井層以及一螢光層。
- 如申請專利範圍第10項所述的發光二極體晶片，其中該電激發光量子井層發出波長範圍介於320奈米至420奈米之間的光束，該些波長轉換層則分別發出波長範圍介於420奈米至500奈米之間的光束、波長範圍介於500奈米至600奈米之間的光束以及波長範圍600奈米至750奈米之間的光束。
- 如申請專利範圍第15項所述的發光二極體晶片，其中該些波長轉換層包括一第一光激發光量子井層、一第二光激發光量子井層以及一第三光激發光量子井層。
- 如申請專利範圍第15項所述的發光二極體晶片，其中該些波長轉換層包括一第一光激發光量子井層、一第一螢光層以及一第二螢光層。
- 如申請專利範圍第15項所述的發光二極體晶片，其中該些波長轉換層包括一第一光激發光量子井層、一第二光激發光量子井層以及一螢光層。
- 一種數據發射及接收裝置，包括：一數據發射模組，該數據發射模組包括至少一個如請求項1至請求項18之任一項所述之發光二極體晶片；以及一數據接收模組，該數據接收裝置用以接收該至少一個發光二極體晶片所發出的光束。
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