[发明专利]一种半导体白光发光二极管

说明书

本发明公开一种半导体白光发光二极管，其特征在于所述V‑pits具有第一V‑pits和第二V‑pits，第一V‑pits具有非掺杂的ZnO量子点及其上方的CdS_ySe_1‑y/ZnO核壳结构纳米柱发出红光；第二V‑pits具有非掺杂的ZnO量子点及其上方的ZnS_zSe_1‑z/ZnO核壳结构纳米柱发出绿光；第一V‑pits和第二V‑pits之间的多量子阱发出蓝光；从而形成红光、绿光和蓝光混合的白光发光二极管。

技术领域

本发明涉及半导体光电器件领域，特别是一种半导体白光发光二极管。

背景技术

半导体发光二极管具有可调范围广泛的波长范围，发光效率高，节能环保，可使用超过10万小时的长寿命、尺寸小、可设计性强等因素，已逐渐取代白炽灯和荧光灯，成为普通家庭照明的光源，并广泛应用新的场景，如户内高分辨率显示屏、户外显屏、手机电视背光照明、路灯、车灯、手电筒等应用领域。但是，高In组分氮化物的材料生长质量差，导致发光效率低，难以形成红光氮化物发光二极管。通常白光发光二极管采用氮化物半导体蓝光二极管激光荧光粉获得白光。一般红绿蓝RGB的白光采用GaAs红光芯片结合氮化物半导体的蓝光与绿光芯片形成RGB的白光，但该方法的成本较高，RGB的亮度不易控制匹配等。

鉴于以上的困难与不足，有必要提出一种在外延片上直接形成红绿蓝光混合的白光发光二极管。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体白光发光二极管，在外延片上直接形成红绿蓝光混合得到白光，降低成本，发光效率高。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种半导体白光发光二极管，依次包括衬底、第一导电型半导体、多量子阱、在多量子阱内成型的多个V形坑(V-pits)和第二导电型半导体，多个所述V形坑(V-pits)由多组相邻设置的第一V形坑和第二V形坑组成，第一V形坑发出红光，其内具有非掺杂的ZnO量子点、以及生长在ZnO量子点上方的CdS_ySe_1-y/ZnO核壳结构纳米柱，其中，CdS_ySe_1-y/ZnO核壳结构纳米柱的S组分0≤y≤1；第二V形坑发出绿光，其内具有非掺杂的ZnO量子点、以及生长在ZnO量子点上方的ZnS_zSe_1-z/ZnO核壳结构纳米柱，其中，ZnS_zSe_1-z/ZnO核壳结构纳米柱的S组分0≤z≤1；第一V形坑和第二V形坑之间具有发出蓝光的多量子阱；从而形成红光、绿光和蓝光混合的白光发光二极管。

进一步，所述的CdS_ySe_1-y/ZnO核壳结构纳米柱掺杂Mg，所述ZnS_zSe_1-z/ZnO核壳结构纳米柱掺杂Mg，使V形坑(V-pits)的空穴浓度大于10¹⁸cm^-3。

进一步，所述的第一V形坑和第二V形坑的开口尺寸为50～500nm，所述的CdS_ySe_1-y/ZnO核壳结构纳米柱和ZnS_zSe_1-z/ZnO核壳结构纳米柱的直径约40～400nm，小于V形坑(V-pits)的开口尺寸。

进一步，所述的多量子阱为In_xGa_1-xN/GaN量子阱，In组分0.15<x<0.35。

进一步，多个所述V形坑(V-pits)在多量子阱区域均匀分布设置。

本发明有益效果是：