(57)【要約】  発光デバイスであって、ＩＩＩ族窒化物の元素のモノリシックマトリックスにおいて、前記マトリックスが、量子井戸の、または量子ドットの面の少なくとも１つの第１のスタック（２）であって、少なくとも１つの第２の波長でフォトンを放射することが、前記第１のスタックによって放射された前記フォトンによる光ポンピングにより可能である、少なくとも１つの第１のスタック（２）、および、前記２つのスタックを分離する領域（３）、を含むモノリシックマトリックスと、電流が前記スタックを通り抜けることを可能にするように配置された、第１（８）および第２（９）の電極と、を含み、前記第２スタック（４）がｎ型ドープであり、前記分離領域（３）が、前記第２のスタック（４）と同じ側に配置されたｎ＋＋ドープ領域、および、反対の側に配置されたｐ＋＋ドープ領域（３Ａ）を有するトンネル接合（３Ｂ）を含み、かつ、前記第１のスタック（２）が、前記分離領域（３）と少なくとも１つのｎ型ドープ層（５１）との間に配置される、発光デバイス。そのようなデバイスを製造する方法。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光デバイスであって、
ＩＩＩ−Ｖ族窒化物のモノリシックマトリックスであって、前記マトリックスが、ＩＩＩ族窒化物の量子井戸または量子ドットの面の第１のスタック（２）と、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物の量子井戸または量子ドットの面の第２のスタック（４）と、分離領域と呼ばれ、量子井戸または量子ドットの面の前記の２つのスタックを分離する領域（３）とを少なくとも含む、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物のモノリシックマトリックス、ならびに、電流がＩＩＩ族窒化物の量子井戸または量子ドットの面の前記第１のスタックを通って、およびさらにＩＩＩ族窒化物の量子井戸または量子ドットの面の前記第２のスタックの少なくとも一部を通って、通過するのを可能にするように配置された、第１と第２の電極（８、９）を含み、
ここで、ＩＩＩ族窒化物の量子井戸または量子ドットの面の前記第１のスタックが、前記電流の電気的注入を介して少なくとも第１の波長でフォトンを放射することができ、かつ、ＩＩＩ族窒化物の量子井戸または量子ドットの面の前記第２のスタックが、前記第１のスタックによって放射された前記フォトンにより光ポンピングを介して少なくとも第２の波長でフォトンを放射することができ、前記マトリックスが、エピタキシャル堆積によって作製されており、
ＩＩＩ−Ｖ族窒化物の量子井戸または量子ドットの面の前記第２のスタック（４）がｎ型ドープされていることと、前記分離領域（３）が、前記第２のスタック（４）の側に配置されたｎ＋＋ドープ領域、および、反対の側に配置されたｐ＋＋ドープ領域を有するトンネル接合（３Ｂ）、ならびに、分離領域の、前記第２スタックの反対側である側に配置された少なくとも１つのｐ型ドープ層（３Ａ）を含むことと、ＩＩＩ族窒化物の量子井戸または量子ドットの面の前記第１のスタック（２）が、前記分離領域（３）と少なくとも１つのｎ型ドープ層（５１）との間に配置されることと、を特徴とする、
発光デバイス。
【請求項２】
前記分離領域（３）が、１０００ｎｍ以下、および好適には５００ｎｍ以下の厚さを有することを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記第１と第２電極が、ＩＩＩ族窒化物の前記モノリシックマトリックスのおのおのの面に配置され、それによって前記電流が前記量子井戸または量子ドットの面に実質的に垂直な方向に流れることを特徴とする、請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記第１と第２の波長は、それらの組合せが白色光を提供するように選択されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項５】
前記マトリックスが導電性基板（７）の上に堆積され、前記第２のスタック（４）が、前記マトリックスの、前記基板の反対側である側に配置され、かつ、前記第１のスタック（２）が、前記基板と前記第２のスタックとの間に配置されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６】
ＩＩＩ族窒化物の前記モノリシックマトリックスをエピタキシャル成長により作製することを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のデバイスを製造する方法。
【請求項７】
前記エピタキシャル成長がすべて有機金属化学気相成長法によって実行されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光デバイスに関し、さらに詳細には発光ダイオードに、特に白色発光ダイオードに関する。本発明のデバイスは、詳細には、ＩＩＩ族窒化物、例えば（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ）Ｎ合金を用いる、好適にはエピタキシャル成長によって作製されるモノリシックマトリックスを含む。
【０００２】
本発明は、さらにそのようなデバイスを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来技術のモノリシック白色ダイオードは、ＩＩＩ族窒化物で作られた量子井戸または量子ドットの面によって形成され、組み合わさって白色光を与える異なる波長で放射する複数の発光領域を含む。例えば文書米国特許第６，４４５，００９号明細書を参照されたい。
【０００４】
しかしながら、これらのデバイスの発光効率は、最低の効率の発光領域、特に黄色で放射する領域の効率によって制限されている。さらに、量子ドットまたは量子井戸の中の電子および正孔の分布はダイオードに印加される電圧に依存して変化させられる。したがって、放射される光の色は電流密度に応じて変わり得る。
【０００５】
これらの欠点を避けるために、青色または紫外線光を放射する発光領域、および、前記の青または紫外線光でポンピングされ、より長い波長での輻射を再放射する蛍光性の領域を含む白色発光ダイオードを作製することが知られている。従来は、この型のダイオードはモノリシックではない。例えば、文書米国特許出願公開第２００６／０１２４９１７号明細書の場合には、蛍光性の領域は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体で作られた青色発光ダイオードに付加された、ＩＩ−ＶＩ族半導体で作られた量子井戸のスタックから成る。青色発光ダイオード、蛍光性の領域、次いでそれらの組立てという別々の生産では、そのようなデバイスの製作が複雑で費用のかかるものになる。
【０００６】
文書米国特許出願公開第２００３／００６４３０号明細書は、発光領域と、格子欠陥に起因する深いエネルギー準位によって引き起こされた黄色の放射を有する、ＳｉまたはＳｅがドープされたＧａＮの層から成る蛍光性の領域とを含むモノリシック白色発光ダイオードについて記述している。こうして得られた蛍光性の放射は量子効率が限定されたものであり、また、その波長は希望の色相を有する光を得るように調節することができない。
【０００７】
文書米国特許出願公開第２００４／０２２７１４４号明細書および国際公開第２００７／１０４８８４号は、それを介して電流が流れるようにされ得る能動的な部分（発光ダイオード）、および、その位置のためにそれを介して電流が流れることができない受動的な部分（波長コンバーター）を含むモノリシック白色ダイオードについて記述している。能動的な部分は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体で作られた量子井戸（または量子ドットの面）の第１のスタックを含み、前記電流の電気的な注入による青色輻射を放射し、一方、受動的な部分は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体で作られた量子井戸（または量子ドットの面）の第２のスタックを含み、第１のスタックによって放射された輻射により光ポンピングを介して黄色または緑色および赤色の輻射を放射する。
【０００８】
そのような構造は有利であるが、作製するのは困難である。具体的にいえば、能動的な部分を通って流れる電流が受動的な部分を通って流れることを防止するためには、受動的な部分は、エピタキシャル堆積によって適切な基板上に最初に作製されなければならない。その次に、能動的な部分が前記の受動的な部分の上方に作製されなければならない。しかしながら、波長コンバーターとして正確に動作することができるためには、受動的な部分の量子井戸または量子ドットの面のスタックは、高いインジウム（Ｉｎ）含有量（一般的に２０％超）を有しなければならず、その結果として約１０５０℃を超える温度でそれを不安定にする。これは、能動的な部分は、「低い」温度（１０００℃より低く、好適には９５０℃以下）で成長されなければならず、その結果として有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）技法の使用が排除されるということを意味する。このＭＯＣＶＤ技法は産業において最も一般的に採用されているものである。前述の文書米国特許出願公開第２００４／０２２７１４４号明細書において、１０２０℃〜１０４０℃の温度で能動的な部分を成長させるステップを含む製作方法は、それを実行するのに必要な時間のために、必ず受動的な部分においてコンバーターの劣化（および特に黒化）に至るということが記述されていることに注目すると興味深い。
【０００９】
文書独国特許出願公開第１０２００４０５２２４５号明細書は、能動的な（発光）部分および能動的な部分の上方に作製された受動的な部分（波長コンバーター）を含む発光ダイオードについて記述している。この「反転」構造は、能動的な部分の後に受動的な部分を作製し、したがって、熱劣化のいかなる危険性も回避することを可能にする。しかしながら、これは受動的な部分を通して電流を通過させることを意味する。これは従来と異なるものであり、またデバイスの電気的性質を原理上は劣化させ、または、波長コンバーターからの不要な発光を引き起こしさえするおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６，４４５，００９号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／０１２４９１７号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００３／００６４３０号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００４／０２２７１４４号明細書
【特許文献５】国際公開第２００７／１０４８８４号
【特許文献６】独国特許出願公開第１０２００４０５２２４５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、従来技術の前述の欠点を緩和することを目的とし、特に、高い効能、経時的に安定している発光スペクトル、および良好な電気的特性を有し、また、標準の工業プロセスを用いて製造され得るモノリシック発光半導体デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の１つの主題は、そのような目的を達成することを可能にし、請求項１に記載のデバイスから成る。
【００１３】
本発明の他の主題は請求項６に記載の方法であり、そのようなデバイスを製造することを可能にする。
【００１４】
従属請求項は、そのようなデバイスおよびそのような方法の有利な実施形態に関する。
【００１５】
本発明の他の特徴、詳細および利点は、提供された説明を添付の図面を参照しながら読むと明白になるであろう。これらの添付の図面は、例として提供されたもので、以下にそれぞれ示す。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ＩＩＩ族窒化物で作られた従来技術のモノリシック白色発光ダイオードの構造。
【図２】本発明によるものではない例としての白色発光ダイオードの構造。
【図３】本発明によるものではない例としての白色発光ダイオードの構造。
【図４】本発明によるものではない例としての白色発光ダイオードの構造。
【図５】本発明によるものではない例としての白色発光ダイオードの構造。
【図６】本発明によるものではない例としての白色発光ダイオードの構造。
【図７】本発明によるものではない例としての白色発光ダイオードの構造。
【図８】本発明の１つの実施形態による白色発光ダイオードの構造。
【図９】ＩＩＩ族窒化物で作られ、図５内の型であるモノリシック白色発光ダイオードの発光スペクトルで、前面（すなわち基板の向かい側の面）、および背面（すなわち基板を通り抜けた面）で得たものである。
【図１０】ＩＩＩ族窒化物で作られた前記モノリシック白色発光ダイオードの電圧−電流特性で、従来の青色ダイオードのものと比較したものである。
【図１１】本発明の一実施形態によってＩＩＩ族窒化物で作られたモノリシック白色発光ダイオードにおいて別々にまたは共同して使用可能である３つの波長コンバーターの正規化されたフォトルミネッセンススペクトル。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、従来技術、特に前述の文書国際公開第２００７／１０４８８４号から周知のモノリシック白色ダイオードの構造を示す。そのようなダイオードは以下のものを底面から上面へと含み、すなわち、
−デバイスによって放射されなければならない光に対して透明であり、例えば、サファイア、ＳｉＣ、ＺｎＯ、またはＧａＮで作られた基板７、
−真性のＡｌＧａＩｎＮ、または、より正確には、故意にドープされていない（ｎ．ｉ．ｄ．：ｎｏｎ  ｉｎｔｅｎｔｉｏｎａｌｌｙ  ｄｏｐｅｄ）ＡｌＧａＩｎＮより作られた１つまたは複数の緩衝層６であって、ここで「ＡｌＧａＩｎＮ」は、ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮを意味する一般式であって、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１であり、さらに、化学量論係数ｘ、ｙ、ｚのうちの１つまたは２つは０であってもよい、１つまたは複数の緩衝層６、
−「下部」層と呼ばれ、ｎ．ｉ．ｄ  ＡｌＧａＩｎＮで作られた層５、
−ＩｎｘＧａ１−ｘＮ／ＧａＮで作られた量子井戸または量子ドットの面のスタック４０によって形成された「コンバーター」であって、この量子井戸または量子ドットの面が第１の波長（一般的に青色内の）で輻射を吸収し、第２のより長い波長（一般的に黄色内の）で輻射を再放射することができ、その化学量論係数ｘは概して０．２以上である、「コンバーター」、
−「分離領域」と呼ばれ、ｎ型ＡｌＧａＩｎＮで作られ、厚さが一般的に約２μｍである、領域（層または多層構造）３０、
−ＩｎｘＧａ１−ｘＮ／ＧａＮ（一般的に、ｘ＜０．２）で作られ、電子注入を介して前記第１の波長で輻射を放射することができる、量子井戸または量子ドットの面のスタック２、および
−「上部」領域と呼ばれ、ｐ型のＡｌＧａＩｎＮで作られ、厚さが一般的に約２００  ｎｍ（ｐ型のＡｌＧａＩｎＮは非常に抵抗性であるため、この領域の厚さを最小限に抑えることが要求される）である、領域（層または多層構造）１、
を含む。
【００１８】
領域１、２、３０、４０、５、および６は、ＩＩＩ族窒化物半導体で作られたモノリシックマトリックスを形成し、前記マトリックスは、基板７上でエピタキシャル堆積によって概して製造されている。このマトリックスの内部において、領域１、２、および３０は発光ダイオードを形成する。
【００１９】
「階段ステップ」エッチングで、領域３０の上部表面の領域を露出するようにするが、その上に電極９を堆積することを可能にするためである。他の電極８が上部層１の上に置かれる。（その面積は電極９の面積より大きくなければならないが、それはｐ型半導体の電気的な特性がそれほど良好でないためである。好適には、電極８は、均等な電流注入を保証するために発光ダイオードの表面を完全に覆う。）電極８および９は、ダイオード１−２−３０を介して電流を流すことを可能にし、したがって、これはマトリックスの「能動的な部分」と呼ばれる。対照的に、ドープされていない「分離」層３０、これは比較的大きな厚さを有するが、その存在のため、電流は、層４０、５および６（「受動的な部分」）を通り抜けることはできないことが理解されよう。
【００２０】
上に言及したように、そのような層３は高温（１０００℃より高い）で堆積されなければならず、その結果としてコンバーター４０への損傷の危険を冒す。
【００２１】
図２は、本発明によらない発光ダイオードを示し、ここでは電流が、マトリックスの「能動的な」部分、および「受動的な」部分（波長コンバーター）を介して通過する。同様の参照番号は、図１のものと同様の要素を示す。
【００２２】
図１のデバイスに比べて、次の差異が注目される。
−電極９は基板の背面において作製され、この基板は伝導性でなければならない（参照７１）。したがって、垂直の構造を有するデバイスが作製され、また、「階段ステップ」エッチングのステップは回避される。これの不利な面は、電流が、デバイスをまさに通り抜けて流れ、コンバーターも通り抜けることである。フォトン取り出しを可能にするために、この電極は透明もしくは半透明であってもよく、または、グリッドの形態をとってもよく、一方、デバイスの「ｐ」側の電極８は、よりよい電気的コンタクトを保証し、また光の反射体としての振る舞いもするために、厚い金属層であることが好適である。
−コンバーター（参照４によって識別される）は、十分な導電率を持つように「ｎ型」ドープされる点において、図１の中のコンバーター４０とは異なる。（「ｐ」型ドーピングは理論上可能であるが有利さに劣る。）
−分離領域（参照３によって識別される）は、はるかに小さな厚さを有し得て、例えば、約数百ナノメーター、またはわずかに１００ｎｍ以下でさえ有し得る。これは、分離領域がコンバーターを隔離する必要はもはやなく、そこを電流がどのような場合も通過するからである。さらに、ドープされているコンバーター４は、「能動的な」スタック２へ電子を注入する機能を実行することができる。
【００２３】
この薄さの層３は、有機金属化学気相成長法によって１０００℃より低い温度で、例えば約９５０℃以下で成長させられてもよく、その結果としてコンバーター４を損傷するどのような危険性も回避する。
【００２４】
図３は、本発明によらない発光ダイオードを示し、ここでは電流が、マトリックスの「能動的な」部分、および「受動的な」部分（波長コンバーター）の両方を介して通過する。このダイオードも垂直の構造を有するが、フリップチップ技法を用いて作製される。言いかえれば、エピタキシャルマトリックスは、その基板から分離され、裏返し（フリップ）され、他の基板７０上で堆積される。この基板７０は必ずしも透明でなくてもよい。参照８０は、電極としての働きもする金属のはんだ層を示す。他の電極９０が、ｎ型層５０の上に堆積される（それは図１および図２の中の「下部」層５に相当するが、それはここでは、デバイスの「上部」に位置する）。前記層５０の表面は、フォトンの取り出しを促進するためにテクスチャ付きであってもよい。
【００２５】
図４、図５および図６は、本発明によらない３つの発光ダイオードに関し、ここでは電流が、マトリックスの「能動的な」部分、および「受動的な」部分（波長コンバーター）の両方を介して通過する。これらのダイオードは、図１のものに近い構造を有する。差があるのは、分離領域３の厚さ（図２および図３の場合のように、より小さい）に関することと、コンバーター４がドープされており、好適にはｎ型ドープされているという事実に関することとだけである。分離層３の厚さが小さいために、電流の伝送路は少なくともコンバーター４の上方部を通り抜ける。
【００２６】
図４の場合において、電気的コンタクト９はコンバーターの横側の部分に作製される。図５の場合において、前記電気的コンタクトは分離領域３の横側の部分に作製される。図６の場合において、このコンタクトは下部層５の横側の部分に作製される。これらの３つの変形は実質的に同等である。しかしながら、分離領域３の上にコンタクトを作製することを可能にするためには、この層の厚さは小さいので、「階段ステップ」エッチングを非常に正確に制御することが必要であることが注目される。
【００２７】
図７は、上述のダイオードの背景にある原理とは異なる原理に基づく他の発光ダイオードの構造を示す。特にこの場合において、コンバーター４への熱的損傷の防止の秘訣は、反転構造の採用の場合ほど薄い分離層３の作製に大きくは依存しない。この反転構造では前記コンバーターが「能動的な」スタック２の後に作製される。他の例でのように、これは前記コンバーターを通した電流の通過を許す必要を意味する。
【００２８】
したがって、図７のデバイスは以下のものを底面から上面へと含み、すなわち、
−電極８（構造は縦型である）、
−ｐ型の導電性基板７１、
−ｐ型のＡｌＧａＩｎＮで作られた緩衝層６、
−ｐ型のＡｌＧａＩｎＮで作られた層１１、
−ＩＩＩ−Ｖ族半導体の量子井戸または量子ドットの面の発光スタック２、
−ｎ型またはｎ．ｉ．ｄの、その厚さは重要ではない分離領域３、
−ｎ型ドープのコンバーター４、および
−コンバーター４に直接堆積されてもよく、またはｎ型コンタクト層（図示せず）経由で堆積されてもよい電極９であって、好適には、生成された輻射の取り出しを可能にするために、この電極９は透明もしくは半透明であってもよく、または、グリッドの形態をとってもよい電極９、
を含む。
【００２９】
このデバイスの利点は、コンバーター４が最後に作製されるということであり、したがって、他の層が高温で（前もって）堆積されても、コンバーター４は損傷され得ない。
【００３０】
このデバイスの主な欠点は、電流が、高抵抗率を有するｐ型半導体（基板７１、層６および層１１）の相当な厚さを通り抜けなければならないという事実に存在する。さらに、コンタクト８は、ｐ型領域（基板７１）に対して作製され、その結果として電流から見た抵抗をさらに高める。この抵抗を減少させるには、コンタクトを直接、層１１の一部に対して作製するために階段ステップのエッチングを実行することができる。しかしながら、前記層の抵抗率のために、これはそれほど均等でない電流分布をもたらし、さらに、エッチング操作は、ｐ型層の導電率を劣化させがちである。一方、この問題はｎ型層の場合は生じない。
【００３１】
同等の問題が、前述の文書独国特許出願公開第１０２００４０５２２４５号明細書の図２に図示されたデバイスの場合に生じる。
【００３２】
図８の構造は、本発明の１つの実施形態を図示するが、これらの欠点を改善することを可能にする。このデバイスにおいて、ｐ型層１１は抵抗性がより少ないｎ型層５１と置き換えられる。不利な面として、能動的なスタック２の反対の側にｐ型層３Ａを提供することが必要である。しかしながら、一般に、ｐ型ドープのコンバーター４を作製することは望まれないので、トンネル接合３Ｂが挿入され、これは層３Ａの側にそのｐ＋＋側を有し、またｎ型ドープであるコンバーター４の側にそのｎ＋＋側を有する。トンネル接合３Ｂは、厚さが非常に小さく約数ナノメーターであり、一方、ｐ型層３Ａは、厚さが一般的に約１００ｎｍである。
【００３３】
ｎ型ドープのコンバーター４を含むデバイスだけを詳細に記述してきた。コンバーターのドーピングがｐ型ならば、マトリックスの他の層のドーピングはその結果変わらなければならない。しかしながら、ｐ型のコンバーターはｎ型のコンバーターほど効果的ではないことが知られている。
【００３４】
本発明の１つの実施形態を記述してきたが、複数の他の変形が可能である。特に、本発明によるデバイスはより複雑な構造を有してもよく、付加的な層を含み、または「１つ」の層を多層構造に置き換えてもよい。特に、所与のデバイスは、様々な波長で放射する複数のコンバーターを含んでもよい。
【００３５】
図８のデバイスは、白色光を放射するように意図されているが、これは本発明の本質的な特徴ではない。
【００３６】
図８のデバイスは、導電性基板（ちょうど緩衝層６のようなｎ型の）、および、この基板の背面（マトリックスを支えるその向かい側の）に堆積された電極８を含む。変形として、基板は絶縁性であってもよく、電極８は、階段ステップのエッチングによって（図６を参照）層５１と直接のコンタクトを行ってもよい。他の変形によれば、マトリックスを基板から分離してもよく、電極８を層５１の背面に直接堆積してもよい。これらの例は非限定的なものである。いかなる場合も、トンネル接合３Ｂの使用によって、電流が通り抜けるｐ型ドープの領域の厚さを最小限に抑え、また、電気的コンタクトをｎ型ドープの領域に対して行うことを保証することが可能になる。
【００３７】
本発明を案出するために、発明者らは技術的な先入観を克服しなければならなかった。具体的には、コンバーター４を通って電流を通過させると、一方では前記コンバーターの蛍光性の放射を阻害するであろうし、他方では、デバイスの電気的特性を容認し難いほど劣化させるであろうとそれまで考えられてきた。予想に反して、発明者らはそれがそうではないことを認識した。
【００３８】
これは、図５の構造を有する試作品の作製により実験的に実証された。この試作品のマトリックスはすべてＭＯＣＶＤによって作製した。それはサファイア基板７から出発して、次の層のスタック、すなわち、ＳｉドープのＧａＮで作られた４．５μｍ厚さの下部層５；２０個のＩｎ０．２５Ｇａ０．７５Ｎ（１．２ｎｍ）／ＧａＮ：Ｓｉ（２０ｎｍ）量子井戸から形成されたコンバーター４；ＧａＮ：Ｓｉ（２０ｎｍ）の分離層３；５個のＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎ（１．２ｎｍ）／ＧａＮ（１０ｎｍ）量子井戸から形成された発光スタック２；２０ｎｍの厚さのＡｌ０．１４Ｇａ０．８６Ｎ：Ｍｇ、および２３５ｎｍのＧａＮ：Ｍｇを含む上部層１（実際には、多層構造）；を含む。Ｓｉドープの層はｎ型伝導性を有し、Ｍｇドープの層はｐ型伝導性を有する。
【００３９】
図９は、室温で２０ｍＡの電流が供給されたこの試作品の放射スペクトルを示す。２つのスペクトルが得られ、「前面」スペクトル、および、「背面」スペクトルすなわち基板を通って得られたスペクトルである。能動的なスタック２の放射に対応する３８０ｎｍ（青紫色）の第１のピーク、およびコンバーター４の蛍光に対応する４８０ｎｍ（黄色）の第２のピークを見ることができる。２つのスペクトルは３８０ｎｍのピークの強度に対して正規化された。４８０ｎｍのピークは前面より背面でより強いことが注目される。これは、前面の放射は、コンバーターを通り抜けていない３８０ｎｍのフォトンも含むから予想されることである。
【００４０】
図１０は、試作品の電流−電圧特性を、同等の成長条件の下で作製された従来の青紫色の発光ダイオード（ＬＥＤ）のものに対して比較することを可能にする。それは、サファイア基板７から出発して、次の層のスタック、すなわち、ＳｉドープのＧａＮで作られた４．５μｍ厚さの下部層５；５個のＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎ（１．２ｎｍ）／ＧａＮ（１０ｎｍ）量子井戸から形成された発光スタック２；２０ｎｍ厚さのＡｌ０．１４Ｇａ０．８６Ｎ：Ｍｇ、および２３５ｎｍのＧａＮ：Ｍｇを含む上部層１（実際には、多層構造）；を含む。
【００４１】
試作品の電流−電圧特性が劣化していないことが注目される。意外にも、これらの特性は、参照用ＬＥＤのものよりいっそうよい。これは、コンバーターが電流の通過路に対して重大な抵抗を付加しないことを示す。
【００４２】
図９および図１０の実験結果は、本発明によらないデバイスに関するものであるが、それらは、図８に図示された型の、本発明によるデバイスの場合に外挿し得る。
【００４３】
コンバーター４の量子井戸の厚さと組成（それぞれ量子ドットの組成および寸法）を変えることにより可視スペクトル、すなわち、青色（４７０ｎｍ）、緑色（５３０ｎｍ）、オレンジ色（５９０ｎｍ）および赤色（６５０ｎｍ）の全体を包含する蛍光性の放射を得ることは可能である。これは図１１に図示されている。これらの色を組み合わせると、基本的には白などの任意の純粋色または混合色を得ることができるはずである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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