專利名稱：Led半導(dǎo)體主體以及l(fā)ed半導(dǎo)體主體的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED半導(dǎo)體主體(LED—Halbleiterk6rper)以及這種LED半 導(dǎo)體主體的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
本專利申請(qǐng)要求德國(guó)專利申請(qǐng)10 2006 046 038.3的優(yōu)先權(quán)，通過(guò)參弓將該德 國(guó)專利申請(qǐng)的公開內(nèi)容合并于此。
發(fā)光二極管典型地具有1.5V至3.2V的導(dǎo)通電壓。因?yàn)槌Ｒ姷墓ぷ麟奻fiM常 較高(例如汽車蓄電池12V，根據(jù)國(guó)家而定的電源電壓230V或者IIOV)， 所以發(fā)光二極管不會(huì)喧接連接到電壓源上。因此，發(fā)光二極管例如與串聯(lián)電阻 (Vorwiderstand)串聯(lián)，其中，工作電壓的大部分通常降落在串聯(lián)電阻上。這 導(dǎo)致低效率，因?yàn)楣ぷ麟妷旱慕德湓诖?lián)電阻上的部分沒(méi)有被用于生成輻射。 可替換地，可以應(yīng)用將工作電壓斬波(zerhacken)為交流電壓的DC-DC轉(zhuǎn)換 器，其中將工作電壓向下變換到所需要的電壓，并且隨后進(jìn)行整流。這種處理 方式需要相當(dāng)大的額外費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于說(shuō)明一種LED半導(dǎo)體主體，該LED半導(dǎo)體主體能夠借 助于預(yù)先給定的工作電壓以高效且簡(jiǎn)單的方式運(yùn)行。
ffl51根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED半導(dǎo)體主體解決該任務(wù)。 此外，本發(fā)明的任務(wù)在于說(shuō)明這種LED半導(dǎo)體主體的應(yīng)用。 ffi31根據(jù)權(quán)利要求29至32所述的應(yīng)用解決該任務(wù)。 本發(fā)明的有利改進(jìn)方案以及構(gòu)造方案是,AM權(quán)利要求的主題。 根據(jù)本發(fā)明的LED半導(dǎo)體主體包括數(shù)量為至少兩個(gè)的、產(chǎn)生輻射的有源層， 該有源層分別具有導(dǎo)通電壓，其中有源層的數(shù)量匹配于工作電壓，使得在與有 源層串聯(lián)的串聯(lián)電阻上降落的電壓最多與在LED半導(dǎo)體主體上降落的電壓一樣大。
有利地，借助于根據(jù)本發(fā)明的LED半導(dǎo)體主體t,比借助于常規(guī)發(fā)光二極管獲得更高效率，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)使層的數(shù)量與工作電壓匹配，在串聯(lián)電阻上降
落電壓的比較小的部分。此外，根據(jù)本發(fā)明的LED半導(dǎo)體主體不需要復(fù)雜的控 制，而是育^j昔助于電阻與LED半導(dǎo)體主體的簡(jiǎn)單串^il行。
在本發(fā)明中，有源層能夠具有例如pn結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)構(gòu) (Doppelheterostruktur)、單量子阱或者多量子阱結(jié)構(gòu)(MQW)。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施形式，在串聯(lián)電阻上降落的電壓小于在LED半導(dǎo)體主體 中降落的最小導(dǎo)通電壓。換句話說(shuō)，LED半導(dǎo)體主體一直擴(kuò)展附加的有源層， ，M51增加具有最小導(dǎo)通電壓的另外的有源層使在LED半導(dǎo)體主體上降落的 電壓大于工作電壓為止。在該實(shí)施形式中，以最優(yōu)方式將可用的電能轉(zhuǎn)換為輻 射能，這是因?yàn)樵诖?lián)電阻上降落的電壓變得最小。
根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施形式，將有源層整體地集成在半導(dǎo)體主體內(nèi)。由此取消 例如借助于接合將具有第一有源層的第一疊層(Schichtenstapel)與具有第二 有源層的第二疊層連接的制造步驟。
在LED半導(dǎo)體主體的一個(gè)有利改進(jìn)方案中，在第一有源層和第二有源層之 間構(gòu)造有隧道結(jié)。該隧道結(jié)用作第一和第二有源層之間的電連接。這種隧道結(jié) 例如肖,借助于第一導(dǎo)電，的高摻雜層和第二導(dǎo)電類型的高摻雜層來(lái)形成。
在該改進(jìn)方案中，，地將第一和第二有源層同向地設(shè)置，以便因此第一 和第二有源層的pn結(jié)形成pn-pn結(jié)構(gòu)或者np-np結(jié)構(gòu)，其中pn結(jié)借助于位于第 一和第二有源層之間的隧道結(jié)電串聯(lián)。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，也可以用類似方式 將三個(gè)或者更多個(gè)有源層在LED半導(dǎo)體主體內(nèi)垂直地相疊設(shè)置，這些有源層以 相應(yīng)的方式分別M在兩個(gè)相鄰有源層之間形成的隧道結(jié)來(lái)連接。
也可以設(shè)想，半導(dǎo)體主體由單獨(dú)制造的疊層組成。在這種情況下，優(yōu)選地 在沒(méi)有隧道結(jié)的情況下構(gòu)造半導(dǎo)體主體。此外，單獨(dú)制造的疊層可以是薄膜半 導(dǎo)體主體。
特別優(yōu)選地，有源層在垂直方向上相疊設(shè)置。在本發(fā)明中，以垂直方向來(lái) 表示垂直于有源層的主延伸方向伸展的方向。
在LED半導(dǎo)體主體的第一變型方案中，第一和第二有源層發(fā)射相同波長(zhǎng)的 輻射。有利地，因此相對(duì)于常規(guī)LED半導(dǎo)體主體有利地提高輻射量并且尤其提 高預(yù)先給定波長(zhǎng)的輻射密度。
在LED半導(dǎo)體主體的第二變型方案中，第一和第二有源層產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的輻射。這種，方案所具有的優(yōu)點(diǎn)在于，總體上擴(kuò)展了 LED半導(dǎo)體主體的發(fā)射
光譜。M于產(chǎn)生混合顏色的光、優(yōu)選地白光來(lái)說(shuō)是特別有利的。
根據(jù)一個(gè)，構(gòu)造方案，將LED半導(dǎo)體主體與串聯(lián)電阻集成到芯片內(nèi)。不 同于工作電壓的大部分降落在串聯(lián)電阻上由此使該串聯(lián)電阻明顯加熱的常規(guī)發(fā) 光二極管，根據(jù)本發(fā)明，串聯(lián)電阻上的發(fā)熱是相對(duì)低的。因此，可以將串聯(lián)電 阻與LED半導(dǎo)體主體集成到芯片內(nèi)，而無(wú)需擔(dān)心由于所引起的發(fā)熱而消極影響 該半導(dǎo)體主體。
根據(jù)另一iM構(gòu)造方案，將LED半導(dǎo)體主體與串聯(lián)電阻集成到殼體內(nèi)。即 便在該構(gòu)造方案中也適用的是，有利地?zé)o需擔(dān)心由于串聯(lián)電阻上的發(fā)熱而消極 影響該半導(dǎo)體主體。
具有集成的串聯(lián)電阻的這兩個(gè)構(gòu)造方案能夠?qū)崿F(xiàn)緊湊的組件，對(duì)于該組件 的啟動(dòng)來(lái)說(shuō)，僅僅說(shuō)明所需的工作電壓就足夠了，并且其中取消了對(duì)工作電流 的控制。根據(jù)第一變型方案，LED半導(dǎo)體主體，地借助于直流電壓工作。
由此，借助于該LED半導(dǎo)體主體肖,連續(xù)地產(chǎn)生輻射。
優(yōu)選的工作電壓為5V、 12V或者24V。這是可以由常見的電壓源(例如標(biāo) 準(zhǔn)電源或者電池，尤其是汽車蓄電池)提供的工作電壓。
適當(dāng)?shù)兀琇ED半導(dǎo)體主體包括第一和第二外部接觸以用于電連接。借助于 mt也涂覆在LED半導(dǎo)體主體的表面上的電接觸，LED半導(dǎo)體主體能夠與電壓 源導(dǎo)電連接。尤其是借助于第一和第二外部接觸能夠?qū)⒌谝还ぷ麟妷菏┘拥?LED半導(dǎo)體主體上。
除了兩個(gè)外部接觸之外，LED半導(dǎo)體主體還可以具有內(nèi)部接觸，該內(nèi)部接 觸被設(shè)置在兩個(gè)有源層之間。尤其是借助于第一或第二外部接觸和內(nèi)部接觸能 夠?qū)⒌诙ぷ麟妷菏┘拥絃ED半導(dǎo)體主體上。在兩個(gè)有源層串聯(lián)且同向設(shè)置的 情況下，第二工作電壓通常小于第一工作電壓。具有至少一個(gè)內(nèi)部接觸的， 的優(yōu)點(diǎn)在于，LED半導(dǎo)體主體育,借助于不同的工作電壓運(yùn)行。由此能夠?qū)崿F(xiàn) "電壓級(jí)聯(lián)"LED半導(dǎo)體主體。原則上，LED半導(dǎo)體主體能夠具有多個(gè)內(nèi)部接 觸。
根據(jù)mzM方案，LED半導(dǎo)體主體具有三個(gè)內(nèi)部接觸。例如可以借助于 第一外部接觸和第一內(nèi)部接觸將5V的工作電壓施加到LED半導(dǎo)體主體上。此外，可以借助于第一外部接觸和第二內(nèi)部接觸將9V的工作電壓施加到LED半 導(dǎo)體主體上。另外，可以借助于第一外部接觸和第三內(nèi)部接觸將12V的工作電 壓施加到LED半導(dǎo)體主體上。最后可行的是，借助于第一外部接觸和第二外部 接觸將24V的工作電壓施加到LED半導(dǎo)體主體上。應(yīng)當(dāng)注意的是，tti^i也將第 一內(nèi)部接觸在垂直方向上設(shè)置在第一外部接觸的后面，而將第二內(nèi)部接觸在垂 直方向上設(shè)置在第一內(nèi)部接觸的后面并且將第三內(nèi)部接觸在垂直方向上設(shè)置在 第二內(nèi)部接觸的后面。特別,地，將第二外部接觸在垂直方向上又設(shè)置在第 三內(nèi)部接觸的后面。此外還要指出，本發(fā)明顯然不限定于所說(shuō)明的電壓值。更 確切地說(shuō)，可以在有源層之間設(shè)置內(nèi)部接觸，使得LED半導(dǎo)體主體會(huì),借助于 可用的常見電壓源運(yùn)行。
根據(jù)第一變型方案，有源層串聯(lián)。在此，有源層im地同向地設(shè)置，也就 是說(shuō)，有源層的pn結(jié)形成pn-..,pn結(jié)構(gòu)或者np-..,np結(jié)構(gòu)。
根據(jù)第二變型方案，LED半導(dǎo)體主體的兩個(gè)有源層反并聯(lián)連接。在這種情 況下，有源層也可以同向地設(shè)置，以便有源層的pn結(jié)形成pn-pn結(jié)構(gòu)或者np-np 結(jié)構(gòu)。
根據(jù)第二^M方案的LED半導(dǎo)體主體倉(cāng),借助于其運(yùn)行的工作電壓 地 為交流電壓。在這種情況下，兩個(gè)層之一交替地產(chǎn)生輻射。這借助于家庭常用 的交流電壓有禾哋簡(jiǎn)化根據(jù)本發(fā)明的LED半導(dǎo)體主體的運(yùn)行，這是因?yàn)閷?duì)于該 運(yùn)行來(lái)說(shuō)不像在常規(guī)LED半導(dǎo)體主體的情況下那樣需要整流器。例如，LED半 導(dǎo)體主體能夠被用作白熾燈的替代品。根據(jù)本發(fā)明作為工作電壓的交流電壓例 如可以是2V、 12V或者18V。
根據(jù)一種實(shí)施形式，半導(dǎo)體主體、優(yōu)選地至少一個(gè)有源層可以包含 AlnGanJn^nP，其中0SnSl、 0Sm^ 1并且n+m^ 1。
根據(jù)另一實(shí)施形式，半導(dǎo)體主體、優(yōu)選地至少一個(gè)有源層可以包含 AlnG^In化mAs，其中0^nSl、 0蘭m^ 1并且n+m^ 1。
根據(jù)另一實(shí)施形式，半導(dǎo)體主體、優(yōu)選地至少一個(gè)有源層可以包含 AlnG^Jn^—mN，其中0^nSl、 OSm^ 1并且n+m^ 1。
LED半導(dǎo)體主側(cè)腿地是薄膜半導(dǎo)體主體。如果LED半導(dǎo)體主體包含多個(gè) ftM，則尤其是借助于薄層技術(shù)來(lái)制造這些4M。
薄膜半導(dǎo)體主體的特征尤其在于下列表征特征中的至少一個(gè)一在產(chǎn)生輻射的外延層序列(Epitaxieschichtfolge)的朝向支承元件的 第一主面上涂覆或者構(gòu)造反射層，該g層將在外延層序列內(nèi)產(chǎn)生的電磁輻射 的至少一部分反射回該外延層序列中；
—夕卜延層序列的厚度在20拜或更小的范圍內(nèi)，尤其是在10 Mm的范圍內(nèi)；
以及
一外延層序列包含至少一個(gè)半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層包括至少一個(gè)具有混 合結(jié)構(gòu)(Durchmischungsstruktur)的面，所述混合結(jié)構(gòu)在理想情況下導(dǎo)致光在夕卜 延性的外延層序列中近1,歷地分布，也就是說(shuō)，該混合結(jié)構(gòu)具有盡可能遍歷 隨機(jī)的TO特性。
薄層發(fā)光二極管芯片的基本原理例如在I. Schnitzer等人于1993年10月18 日出版的"Appl. Phys丄ett. 63 (16)"的第2174-2176頁(yè)中有所說(shuō)明，在此將其 公開內(nèi)容S31參弓I合并于此。
薄膜半導(dǎo)體主體非常近似地是朗伯表面輻射體(Lambert'scher Oberflachenstrahler)，因此特別良好iik3S合應(yīng)用在聚光燈中。
在照明(例如一般照明或者汽車照明)的情況下，可供使用的電壓源通常 具有預(yù)先給定的不可變的工作電壓。有利地，根據(jù)本發(fā)明的LED半導(dǎo)體主體能 夠借助于有源層的數(shù)量來(lái)匹配于該工作電壓。
此外，LED半導(dǎo)體主體肖,有利地被應(yīng)用于背景照明，例如顯示器的背景 照明，或者被用于，應(yīng)用。
適當(dāng)?shù)兀鶕?jù)本發(fā)明的LED半導(dǎo)體主體能夠用作發(fā)射輻射的組件內(nèi)的輻射 源，其中該鄉(xiāng)輻射的組件也適用于所鵬用。


從下面與圖1至5相結(jié)合進(jìn)行闡述的實(shí)施例中得出本發(fā)明的其它特征、優(yōu) 點(diǎn)以及改進(jìn)方式。
圖1示出包括串聯(lián)電阻和根據(jù)本發(fā)明的LED半導(dǎo)體主體的第一實(shí)施例的的 裝置的框圖2示出根據(jù)本發(fā)明的LED半導(dǎo)體主體的第一實(shí)施例的示意性橫截面視
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的LED半導(dǎo)體主體的第二實(shí)施例的示意性橫截面視
圖；圖4示出包括串聯(lián)電阻和根據(jù)本發(fā)明的LED半導(dǎo)體主體的第三實(shí)施例的裝 置的框圖5示出根據(jù)本發(fā)明的LED半導(dǎo)體主體的第三實(shí)施例的示意性橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式
基于圖1中所示框圖的裝置包括電壓源、串聯(lián)電阻以及具有兩個(gè)有源層的 LED半導(dǎo)體主體。電壓源供應(yīng) 地是直流電壓的工作電壓UB。 LED半導(dǎo)體
主體連接到電壓源上，該LED半導(dǎo)體主體的有源層具有導(dǎo)通電壓uled。在工作
中，在設(shè)置在導(dǎo)通方向上的兩個(gè)有源層內(nèi)產(chǎn)生輻射，這題過(guò)箭頭標(biāo)的。
有源層的數(shù)量匹配于工作電壓UB，使得在串聯(lián)電阻上降落的電壓Uw最多 與在LED半導(dǎo)體主體上降落的電壓Uh—祥大。
例如在汽車蓄電池的情況下，可以^fOT工作電壓UBM2V。兩個(gè)有源層的 導(dǎo)通電壓Um^可以是例如3V。因?yàn)橛性磳哟?lián)，所以在LED半導(dǎo)體主體上降 落的電壓UH^i十為6V。因此，在串聯(lián)電阻上降落的電壓為U^6V，并且因此 與各個(gè)導(dǎo)通電壓Uled的和相等。與僅具有一個(gè)有源層的常規(guī)LED半導(dǎo)體主體 相比較，可以借助于根據(jù)本發(fā)明的LED半導(dǎo)體主懶各超過(guò)25%的電能用于生成 輻射。因此，根據(jù)本發(fā)明的LED半導(dǎo)體主體具有比常規(guī)LED半導(dǎo)體主體效率 更高的優(yōu)勢(shì)。
基于框圖的LED半導(dǎo)體主體可以如圖2中所示那樣被構(gòu)造。 根據(jù)圖2的LED半導(dǎo)體主體1具有產(chǎn)生輻射的第一有源層2和產(chǎn)生輻射的 第二有源層3，其中有源層2、 3在垂直方向上被設(shè)置，也就是垂直于有源層的 主延伸方向相疊地設(shè)置。在有源層2、 3之間構(gòu)造有隧道結(jié)(Tunneltibergang) 4， 該隧道結(jié)4借助于第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層5 (例如n型半導(dǎo)體層)和第二 導(dǎo)電鄉(xiāng)的第二半導(dǎo)體層6 (例如p型半導(dǎo)體層)形成。這兩個(gè)半導(dǎo)體層5、 6 tm地以高摻雜的方式被實(shí)施，從而在工作中產(chǎn)生具有小的結(jié)電阻的高效隧道 結(jié)。有源層2、 3同向地設(shè)置，也就是說(shuō)，有源層2、 3的pn結(jié)形成pn-pn結(jié)構(gòu) 或者np-np結(jié)構(gòu)。借助于隧道結(jié)4，有源層2、 3串聯(lián)。
M;在LED半導(dǎo)體主體1內(nèi)，兩個(gè)有源層2、 3，總的導(dǎo)通電壓uled相 對(duì)于僅具有一個(gè)有源層的常規(guī)LED半導(dǎo)體主體有所提高。此外，在串聯(lián)電阻IO 上降落的電壓Uv更小，由此有利地提高了可供產(chǎn)生輻射使用的電能。因?yàn)橄鄬?duì)于常規(guī)LED半導(dǎo)體主體，該LED半導(dǎo)體主體1的尺寸僅發(fā)生無(wú)關(guān)緊要的變化， 尤其是LED半導(dǎo)體主體1的橫截面與有源層的數(shù)量無(wú)關(guān)，所以除了輻射量以外 輻射密度也有利地有所提高。
半導(dǎo)體主體1被設(shè)置在支承元件(Tragerelement) 7上。半導(dǎo)體主體1的 朝向支承元件7的表面1^t也配備有反射層8，用于在垂直方向上反射由有源層 2、 3產(chǎn)生的輻射。特另lKm地，反射層8同時(shí)形成LED半導(dǎo)體主體1的第一外 部接觸12。在LED半導(dǎo)體主體1的與支承元件7相對(duì)的一側(cè)上尤其可以構(gòu)造第 二外部接觸9。因此形成垂直導(dǎo)電的組件，該組件的特征在于在LED半導(dǎo)體主 體l之內(nèi)的比較均勻的電流分布。
地將串聯(lián)電阻10設(shè)置在支承元件7上。因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明在串聯(lián)電阻10 上降落的電壓Uv比較小，因而在此產(chǎn)生的損耗熱也比較小，所以這種設(shè)置在技 術(shù)上是有意義的。由此降低了由熱引起的干擾或者損壞的危險(xiǎn)。LED半導(dǎo)體主 體1和串聯(lián)電阻10共同設(shè)置在支承元件7上肖,有利地實(shí)現(xiàn)比較高的集成密度。
LED半導(dǎo)體主體1尤其在單獨(dú)的生長(zhǎng)基底上生長(zhǎng)，并且隨后例如借助于焊 接、接合或者粘合被安裝在支承元件7上，其中優(yōu)選地將生長(zhǎng)基底從LED半導(dǎo) 體主體1分離。LED半導(dǎo)體主體1 mt也是薄膜半導(dǎo)體主體。特別4繼地，有 源層2、 3發(fā)射相同波長(zhǎng)的福射，其中垂直方向說(shuō)明主輻射方向。
圖3中所示的LED半導(dǎo)體主體1包括第一外部接觸12和第二外部接觸9 以用于電連接，第一外部接觸12例如被設(shè)置在背面，第二外部接觸9例如被設(shè) 置在正面。借助于第一和第二外部接觸12、 9育灘將第一工作電壓UB施加到 LED半導(dǎo)體主體1上。
除了兩個(gè)外部接觸9、 12之外，LED半導(dǎo)體主體l還具有內(nèi)部接觸ll，該 內(nèi)部接觸11被設(shè)置在第一有源層2和第二有源層3之間。借助于第一或者第二 外部接觸12、 9和內(nèi)部接觸11育,將第二工作電壓UB施加到LED半導(dǎo)體主體 l上。
在兩個(gè)有源層2、 3串聯(lián)并且同向設(shè)置盼瞎況下，第二工作電壓小于第一工 作電壓。因此LED半導(dǎo)體主體1可以借助于不同的工作電壓^it行。
根據(jù)本發(fā)明，能夠在第一外部接觸12和內(nèi)部接觸11之間以及在第二外部
接觸12和內(nèi)部接觸11之間設(shè)置多個(gè)有源層。例如可以分別將具有導(dǎo)通電壓ULED
=2V的兩個(gè)有源層設(shè)置在第一外部接觸12和內(nèi)部接觸11之間以及在第二外部接觸12和內(nèi)部接觸11之間。然后可以在第一外部接觸12和內(nèi)部接觸11之間
施加工作電壓UB:5V，與此同時(shí)，可以在第一外部接觸12和第二外部接觸9
之間施加工作電壓UB = 9V。在串聯(lián)電阻上降落的電壓imt也是低的，并且為
UW=1V。
基于圖4中所示框圖的裝置包括電壓源、串聯(lián)電阻和具有兩個(gè)有源層的LED 半導(dǎo)體主體。電壓源供應(yīng)^t也是交流電壓的工作電壓UB。 LED半導(dǎo)體主體連
接到電壓源上，該LED半導(dǎo)體主體的有源層具有導(dǎo)通電壓ULED。因?yàn)閮蓚€(gè)有源
層反并聯(lián)連接，所以這兩個(gè)有源層在交流電壓的情況下交替地產(chǎn)生輻射。
有源層的數(shù)量匹配于工作電壓UB，使得在串聯(lián)電阻上降落的電壓Uw最多 與在LED半導(dǎo)體主體上降落的電壓UH —樣大。在該裝置的瞎況下，在LED半 導(dǎo)體主體上降落的電壓UH尤其對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的在導(dǎo)通方向上被極化的導(dǎo)通電壓 Uled。
有利地，如在根據(jù)圖4的裝置中應(yīng)用的、具有反并聯(lián)連接的層的LED半導(dǎo) 體主體借助于家庭常用的交流電壓使根據(jù)本發(fā)明的LED半導(dǎo)體主體的運(yùn)行變得 簡(jiǎn)單，這是因?yàn)閷?duì)于該運(yùn)行來(lái)說(shuō)不像在常規(guī)LED半導(dǎo)體主體的情況下那樣需要 整流器。LED半導(dǎo)體主體例如肖&l多被用作白熾燈的替代品。
基于框圖的LED半導(dǎo)體主體可以如圖5中所示的那樣被構(gòu)造。
根據(jù)圖5的LED半導(dǎo)體主體1具有產(chǎn)生輻射的第一有源層2和產(chǎn)生輻射的 第二有源層3，其中有源層2、 3在垂直方向上被設(shè)置，也就是垂直于有源層的 主延伸方向相疊地被設(shè)置。在有源層2、 3之間設(shè)置有第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo) 體層5 (例如n型半導(dǎo)體層)和第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體層6 (例如p型半導(dǎo) 體層)。在背面，LED半導(dǎo)體主體1 M:第二導(dǎo)電類型的第一外部半導(dǎo)體層13 來(lái)限定，而在正面，LED半導(dǎo)體主體1通過(guò)第一導(dǎo)電類型的第二外部半導(dǎo)體層 14來(lái)限定。有源層2、 3被同向地設(shè)置，也就是說(shuō)，有源層2、 3的pn結(jié)形成 pn-pn結(jié)構(gòu)或者njMip結(jié)構(gòu)。
半導(dǎo)體層5借助于第一連接層15與半導(dǎo)體層6導(dǎo)電連接。 地將連接層 15連接至U第一電接觸上。Itb^卜，半導(dǎo)體層13借助于第二連接層16與半導(dǎo)體層 14導(dǎo)電連接。雌地將連接層16連接至l傑二電接觸上。為了避免短路，連接層 16被設(shè)置在電絕緣層17上。
半導(dǎo)體主體1被設(shè)置在支承元件7上。要說(shuō)明的是，根據(jù)本發(fā)明的LED半導(dǎo)體主軒限于有源層被整體集成的實(shí) 施方式。更確切地說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的LED半導(dǎo)體主體也能夠由各個(gè)相互連接的 疊層(Schichtenst鄰eln)形成，所述4M分別具有至少一個(gè)有源層。
本發(fā)明不限于借助這些實(shí)施例的描述。更確切地說(shuō)，本發(fā)明包括每個(gè)新的 特征以及特征的每種組合，這尤其包括在權(quán)利要求中的特征的每種組合，即便 該特征或者該組合自身沒(méi)有在權(quán)利要求中或者在實(shí)施例中明確地說(shuō)明。
權(quán)利要求
1.一種LED半導(dǎo)體主體(1)，所述LED半導(dǎo)體主體(1)具有數(shù)量為至少兩個(gè)的產(chǎn)生輻射的有源層(2、3)，所述有源層(2、3)分別具有導(dǎo)通電壓(ULED)，其中所述有源層的數(shù)量匹配于工作電壓(UB)，使得在與所述有源層(2、3)串聯(lián)的串聯(lián)電阻(10)上降落的電壓(Uw)最多與在所述LED半導(dǎo)體主體(1)上降落的電壓(UH)一樣大。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED半導(dǎo)體主體(l)，其中，^j^述串聯(lián)電阻(10) 上降落的電壓(Uw)小于^^述LED半導(dǎo)體主體(1)中降落的最小導(dǎo)通電壓 (Uled)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，其中，所述有源層(2、 3)被整體集皿所述半導(dǎo)體主體(1)內(nèi)。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，其中，所述有源層 (2、 3)在垂直方向上被相疊地設(shè)置。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，其中，所述有源層 (2、 3)產(chǎn)生相同波長(zhǎng)的輻射。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l至4之一所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，其中，所述有源 層(2、 3)產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的輻射。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，所述LED半導(dǎo)體 主體(1)與所述串聯(lián)電阻(10)被集成到芯片內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，所述LED半導(dǎo) 體主體(1)與所述串聯(lián)電阻(10)被集成到殼體內(nèi)。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的LED半導(dǎo)體主體(l)，其中，分別在兩個(gè) 有源層(2、 3)之間構(gòu)造有隧道結(jié)(4)。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的LED半導(dǎo)體主體，其中，所述LED半導(dǎo) 體主體(1)具有第一和第二外部接觸(12、 9)以用于電連接。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，其中，借助于所述第一 和第二外部接觸(12、 9)能夠?qū)⒌谝还ぷ麟妷?UB)施加到所述LED半導(dǎo)體 主體(1)上。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，其中，所述LED半導(dǎo)體主體(1)具有內(nèi)部接觸(11)，所述內(nèi)部接觸被設(shè)置在兩個(gè)有源層(2、 3) 之間。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，其中，借助于所述第一 或者第二外部接觸(12、 9)和所述內(nèi)部接觸(11)會(huì)的刻每第二工作電壓(Ub) 施加到所述LED半導(dǎo)體主體(1)上。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，其中，所虹作 電壓(Ub)是直流電壓。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要粒一所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，其中，所述工作 電壓(Ub)為5V、 12V或者24V。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，其中，所述LED 半導(dǎo)體主體(1)具有三個(gè)內(nèi)部接觸(11)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，其中，借助于所述第一 外部接觸(12)和第一內(nèi)部接觸(11)倉(cāng),將5V的工作電壓(Ub)施加到所 述LED半導(dǎo)體主體上。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，其中，借助于所述第一 外部接觸(12)和第二內(nèi)部接觸育,將9V的工作電壓(Ub)施加到所述LED 半導(dǎo)體主體(1)上。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，其中，借助于所述第一 外部接觸(12)和第三內(nèi)部接觸能夠?qū)?2V的工作電壓(Ub)施加到所述LED 半導(dǎo)體主體(1)上。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，其中，借助于所述第一 外部接觸(12)禾口所述第二外部接觸(9)軎,將24V的工作電壓(Ub)施力口 到所述LED半導(dǎo)體主體(1)上。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1至13之一所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，其中，所虹 作電壓(Ub)是交流電壓。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的LED半導(dǎo)體主體(l )，其中，所述工作電壓(UB) 為2V、 12V或者18V。
23. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，其中，兩個(gè)有源 層(2、 3)反并聯(lián)連接。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1至20之一所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，其中，所述有源層(2、 3)串聯(lián)。
25. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，其中，所述半導(dǎo) 體主體0)、雌地所述有源層(2、 3)中的至少一個(gè)包含AlnGanJm，P，其 中0^nSl、 0SmSl和n+m^1。
26. 根據(jù)權(quán)利要求1至24之一所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，其中，所述半 導(dǎo)體主體(1)、 ^fc也所述有源層(2、 3)中的至少一^a含AlnG^Irw)， 其中0^nSl、 OSmSl禾Bn+m^1。
27. 根據(jù)權(quán)利要求1至24之一所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，其中，所述半 導(dǎo)體主體(1)、伏^i也所述有源層(2、 3)中的至少一^S含AlnGanJn!^N， 其中0^nSl、 O^m^l禾卩n+m^1。
28. 根據(jù)前述權(quán)利要^t一所述的LED半導(dǎo)體主體(1)，所述LED半導(dǎo)體 主體(1)是薄膜半導(dǎo)體主體。
29. 將根據(jù)禾又利要求1至28之一所述的LED半導(dǎo)體主體(1)應(yīng)用于一般 照明。
30. 將根據(jù)權(quán)利要求1至28之一所述的LED半導(dǎo)體主體(1)應(yīng)用于汽車 照明。
31. 將根據(jù)權(quán)利要求1至28之一所述的LED半導(dǎo)體主體(1)應(yīng)用于背景 照明、例如顯示器的背景照明。
32. 將根據(jù)權(quán)利要求1至28之一所述的LED半導(dǎo)體主體(1)應(yīng)用于投影 應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明描述一種LED半導(dǎo)體主體(1)，該LED半導(dǎo)體主體(1)具有數(shù)量為至少兩個(gè)的產(chǎn)生輻射的有源層(2、3)，所述有源層(2、3)分別具有導(dǎo)通電壓(U_LED)，其中有源層的數(shù)量匹配于工作電壓(U_B)，使得在與有源層(2、3)串聯(lián)的串聯(lián)電阻(10)上降落的電壓(U_w)最多與在LED半導(dǎo)體主體(1)上降落的電壓(U_H)一樣大。此外，本發(fā)明描述LED半導(dǎo)體主體(1)的不同應(yīng)用。
文檔編號(hào)H01L25/16GK101563778SQ200780035954
公開日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2007年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月28日
發(fā)明者G·博格納, G·柯克伯格, K·斯特魯貝爾, R·沃思, R·溫迪希, S·格羅特希 申請(qǐng)人:奧斯蘭姆奧普托半導(dǎo)體有限責(zé)任公司