发明名称 发光元件及使用发光元件之发光装置
摘要 一种发光元件及使用发光元件之装置,该发光元件包括一n型或p型基底;一掺杂区域,形成于该基底之表面上至一超浅深度之间,且具有与该基底相反极性之一预定杂质,以使掺杂区及基底之p-n界面根据量子局限效应而发光;一共振器,其改善由p-n界面所发射之光线的波长选择性;以及第一及第二电极,分别形成于基底之两个相对的表面,以注射电子及电洞。该发光元件包括超浅掺杂区,以在p-n界面以量子限局效应发光。用以在一特别波长范围产生共振之共振结果的加入则使得光波长的选择性以优良的效率显着改善。发光强度系因共振结构而放大,而光线的方向性则较传统发光元件改善许多。
申请公布号 TW560087 申请公布日期 2003.11.01
申请号 TW091107831 申请日期 2002.04.17
申请人 三星电子股份有限公司 发明人 李银京;崔秉龙;刘在镐
分类号 H01L33/00 主分类号 H01L33/00
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路二段一○○号七楼之一;萧锡清 台北市中正区罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种发光元件,包括:一n型或p型基底;一掺杂区域,形成于该基底的一表面至一超浅深度,其具有与该基底相反导电性之一预定掺杂,以使光线藉一量子局限效应由该掺杂区域及该基底之一p-n界面发射;一共振器,用以改善由该p-n界面发射之光线的波长选择性;以及一第一及一第二电极,分别形成于该基底之该表面及另一表面,以注射电洞子电子。2.如申请专利范围第1项所述之发光元件,其中该共振器包括:一第一反射层,形成于该基底之该另一表面上;以及一第二反射层,形成于该掺杂区域上,并包括一共振子与该第一反射层同时改善被发射光线之波长选择性;其中该第一及该第二反射层其中之一的反射率较低,以使得光线经由具有较低反射率之该第一或第二反射层向外发射。3.如申请专利范围第2项所述之发光元件,其中该第二反射层系由具有不同折射率之材料层交互形成之一分布布拉格反射器(DBR)。4.如申请专利范围第2或3项所述之发光元件,其中该第一反射层系形成于该基底之该另一表面上,且该第一电极系在该基底之该另一表面上形成而环绕该第一反射层。5.如申请专利范围第2或3项所述之该发光元件,其中该第一电极系由介于该基底之该另一表面及该第一反射层之间的一透明电极所形成。6.如申请专利范围第1或2项所述之发光元件,更包括一控制层形成于基底之该表面上,以在形成该掺杂区域时作为一罩幕,而限制该掺杂区域之深度为超浅。7.如申请专利范围第6项所述之发光元件,其中该基底系由包括矽之预定半导体材料所形成,且该控制层系由一具有一适当厚度之氧化矽形成,因此该掺杂区域可以具有该超浅深度。8.一种发光装置,包括至少一发光元件,且可应用于一发光系统或一显示系统,该至少一发光元件包括:一n型或p型基底;一掺杂区域,形成于该基底之一表面上至一超浅深度,其具有与该基底相反导电性之一预定掺杂,因此光线可藉着一量子局限效应而由该掺杂区域及该基底之间之一p-n界面发射;一共振器,改善由该p-n界面发射之光线的波长选择性;以及一第一及一第二电极,分别形成于该基底之该表面及一另一表面上,以注射电洞及电子。9.如申请专利范围第8项所述之发光装置,其中该共振器包括:一第一反射层,形成于该基底之该表面上;以及一第二反射层,形成于该掺杂区域,并包括一共振子,以与该第一反射层共同改善发射光线之波长选择性;其中该第一及第二反射层其中之一系具有一较低的反射率,因此光线可以经由具有较低反射率之该第一或第二反射层而向外发射。10.如申请专利范围第8项所述之发光装置,其中该第二反射层系由具有不同折射率之材料层交互形成之一分布布拉格反射器(DBR)。11.如申请专利范围第9或10项所述之发光装置,其中该第一反射层系形成于该基底之该另一表面上,且该第一电极系在该基底之该另一表面上形成而环绕该第一反射层。12.如申请专利范围第9或10项所述之该发光装置,其中该第一电极系由介于该基底之该另一表面及该第一反射层之间的一透明电极所形成。13.如申请专利范围第9或10项所述之发光装置,更包括一控制层形成于基底之该表面上,以在形成该掺杂区域时作为一罩幕,而限制该掺杂区域之深度为超浅。14.如申请专利范围第13项所述之发光装置,其中该基底系由包括矽之预定半导体材料所形成,且该控制层系由一具有一适当厚度之氧化矽形成,因此该掺杂区域可以具有该超浅深度。图式简单说明:第1图系绘示在一主体单晶矽表面形成之一多孔矽区域的截面,以及在多孔矽区域中,价电带及导电带之间的能隙;第2图系一截面图,绘示出纳米结晶矽基础发光元件的一个范例;第3图系一截面图,绘示出基于本发明之一发光元件的第一实施例;第4图系一截面图,基于本发明之一发光元件的第一实施例;第5A图绘示出利用非平衡扩散(Non-Equilibrium Diffusion)而形成至一超浅深度之一掺杂区域15之p-n界面结构;以及第5B图绘示出第5A图中,利用非平衡扩散而在p-n界面形成之纵向及横向量子井(Quantum Well)的能带。
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