CN102804424A

CN102804424A - 发光二极管

Info

Publication number: CN102804424A
Application number: CN2010800368634A
Authority: CN
Inventors: T.王
Original assignee: Seren Photonics Ltd
Current assignee: Seren Photonics Ltd
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2010-06-14
Publication date: 2012-11-28
Also published as: RU2012101798A; JP2012530373A; GB2483388A; WO2010146390A3; GB2483388B; WO2010146390A2; EP2443675A2; US20120161185A1; GB201120013D0

Abstract

一种发光器件包括第一和第二半导体层(14，16)以及在所述半导体层(14，16)之间的发射层(18)，布置以形成发光二极管；在所述层的其中之一中的间隙(30)；以及金属(34)，位于所述间隙(30)中且足够邻近发射层(18)以允许金属(34)与发射层(18)之间的表面等离子体激元耦合。

Description

发光二极管

技术领域

本发明涉及发光二极管(LED)，更具体地涉及白光LED，不过它也可以被用于其它颜色的LED中。

背景技术

由于世界范围的能量短缺不断加剧以及全球变暖的威胁，目前，白色固态照明设备(主要基于具有黄色磷光体的III-氮化物蓝色LED芯片)的发展变得极其重要。目前商用的白色发光二极管(LED)一般是基于具有高结晶品质的蓝色外延晶圆制得，通常非常昂贵。这也使得这样的LED具有高的价格并因而限制了它们在普通照明中的应用。因此，需要发展一种制造LED(尤其是白色LED)的新技术，该LED具有更高的发光效力但是具有能被市场容易地接受的低廉价格，从而替代传统的照明源。然而，为了进一步提高白色LED的发光效力，存在许多挑战。

首先，更高发光效力的白色LED需要具有高内量子效率(IQE)的蓝色-LED。普遍接受的是LED的IQE由LED外延晶圆的结晶品质确定。通过优化外延生长来进一步改善发光效力是极其困难的。

IQE能通过LED的发射层诸如量子阱(QW)层与沉积在近QW处的一些特定金属(其具有与发射层的发射能量接近或相同的等离子体激元能量)之间的表面等离子体激元(SP，surface plasmon)耦合效应而显著改善，意味着能使用标准的LED外延晶圆(即使没有最好的结晶品质)能实现非常高的IQE。然而，由这样的SP耦合产生的内量子效率的提高仅有效地应用于具有薄覆盖GaN层(几纳米厚)的表面QW(不是多QW)结构中，而具有高性能的几乎所有蓝色外延晶圆需要多量子阱(MQW)发射区和厚p-型GaN覆盖层(～200nm厚)。

已经提出通过以下步骤在LED的发射层中沉积金属岛(island)：在紧邻形成发射层之前或在形成发射层期间暂停外延生长，沉积金属岛，然后继续发射层的外延生长和剩余的LED。然而，由于前体的未使用，像这样的方法需要非原位沉积。另外，这样的金属岛的沉积将导致发射层的光学性能的大量退化，其最终会终止发射。在实践中，该方法会使发射层的晶格结构退化并且最后可以导致LED的故障。

第二，在当前的磷光体转换白色LED的制造中存在自吸收问题。这指的是因为磷光体的发射波长通常接近其吸收波长，所以在器件内产生的光被磷光体再次吸收，降低了整体效率。

另一问题是如何进一步提高从蓝色LED到波长转换材料诸如黄色磷光体的能量传输效率。蓝光的强度一般保持远高于来自波长转换材料的黄光发射，导致大多数现有的白色LED存在严重的彩色重现问题以及蓝色色调。

发明内容

本发明提供一种发光器件，该发光器件包括：第一和第二半导体层以及在所述半导体层之间的发射层，布置以形成发光二极管；在所述层的其中之一中的间隙；以及金属，位于所述间隙中且足够邻近发射层以允许金属与发射层之间的表面等离子体激元耦合。

通常间隙中的仅一些金属将足够邻近发射层，以允许金属与发射层之间的表面等离子体激元耦合。在间隙中还可存在不够靠近以产生表面等离子体激元耦合的金属。

所述器件可以包括由金属颗粒形式的金属和载体材料形成的混合物。该混合物可以位于间隙中并足够邻近发射层以允许金属颗粒与发射层之间的表面等离子体激元耦合。

可选地，载体材料包括波长转换材料或绝缘透明材料或半绝缘透明材料。

可选地，金属或混合物与间隙的表面直接相邻或接触。

可选地，间隙部分而不是全部地穿过所述第二半导体层的厚度朝向发射层延伸，但是间隙可以延伸穿过第二半导体层，其中部分的所述间隙以发射层的表面为界。

可选地，金属或所述混合物位于所述间隙中直接邻近或接触发射层的所述表面。

可选地，提供直接邻近或接触发射层的所述表面的含金属层，其可以包括金属层或混合物层。该层可以是连续的或者不连续的。

可选地，间隙延伸穿过发射层的厚度，部分的间隙以第一半导体层的表面为界。

可选地，第一半导体层形成在衬底上。

器件还可以包括邻近并电接触第二半导体层的接触层，从而封闭至少部分的间隙。

可选地，柱由所述层的至少之一、依靠形成在所述柱之间的间隙形成。在两个相邻柱的相应侧部之间测得的两个相邻柱之间的平均最短距离可以小于500nm并且优选地小于200nm。

本发明还提供一种制造发光器件的方法，包括：形成第一和第二半导体层以及在所述半导体层之间的发射层；在所述层的其中之一中形成间隙；以及在间隙中并且足够邻近发射层放置金属，以允许在金属与发射层之间的表面等离子体激元耦合。

该方法可以包括：由金属颗粒形式的金属和载体材料形成混合物；以及在间隙中并且足够邻近发射层放置混合物，以允许金属颗粒与发射层之间的表面等离子体激元耦合。

可选地，金属或混合物直接邻近或接触间隙的表面放置。

可选地，间隙部分地而不是全部地穿过第二半导体层朝向发射层。间隙可以穿过第二半导体层形成，其中部分的所述间隙以发射层的表面为界。

可选地，金属或混合物被放置在间隙中并且直接邻近或接触发射层的所述表面。

可选地，提供与发射层的所述表面直接邻近或接触的含金属层。

可选地，穿过发射层的厚度形成间隙，部分的间隙以第一半导体层的表面为界。

可选地，第一半导体层形成在衬底上。

该方法可包括：形成邻近并电接触第二半导体层的接触层，从而封闭至少部分的间隙。

可选地，柱由所述层中的至少之一、依靠形成在所述柱之间的间隙形成。在两个相邻柱的相应侧部之间测得的两个相邻柱之间的平均最短距离可以小于500nm，并且优选地小于200nm。

该方法可以包括形成彼此分离的多个间隙，使得金属或混合物是柱的形式。柱的平均直径可以小于500nm，优选地小于200nm。

该器件可以是制造的器件，也就是说，其通过在例如外延生长之后器件制造而制得。

根据本发明的一些实施方式的白光LED器件能利用混合纳米技术例如III-氮化物/聚合物或磷光体混合物(hybrid)响应上述挑战。在一些实施方式中，100nm级的纳米柱阵列被制成基于III-氮化物蓝光LED、并由与金属纳米颗粒混合的波长转换聚合物或磷光体围绕的多量子阱(MQW)。

有人认为，为了允许金属与发射层之间的SP耦合，二者之间的距离需要是100nm或更小。为了最大化SP耦合的效应，有人认为它们之间的距离应该是大约50nm或更小，更具体地为47nm或更小，其在此将被称为‘近场’距离。最优选的是，金属与发射层之间的距离实际上是0。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的发光器件的截面图；

图2示出了使用具有不同厚度的Ni膜制造的纳米柱阵列的示例；

图3是曲线图，示出对于根据本发明的多个器件的发光强度；

图4是图1的器件的横截面图；

图5是根据本发明另一实施方式的器件的横截面图；

图6是根据本发明另一实施方式的发光器件的截面图；

图7是根据本发明又一实施方式的发光器件的截面图；以及

图8是根据本发明另一实施方式的发光器件的截面图。

具体实施方式

参见图1，根据本发明一实施方式的发光器件包括衬底10，其在该情形下包括一层蓝宝石，其中半导体二极管系统12形成在衬底10上。二极管系统12包括下层14和上层16，发射层18在二者之间。下层14是由n掺杂的镓氮化物(n-GaN)形成的n-型层，上层16是由p-掺杂的镓氮化物(p-GaN)形成的p-型层。在该实施方式中的发射层由形成In_xGa_1-xN量子阱(QW)层的In_xGa_1-xN和形成势垒层的In_yGa_1-yN形成(其中x＞y，x或y为从0到1)。因此，这些在发射层18内提供多量子阱。在另一实施方式中，存在形成单一发射层的单一In_zGa_1-zN层(z从0到1)。

当电流通过半导体二极管系统12时，注入的电子和空穴在发射层18(有时称为有源层)中复合，以光子的形式释放能量，由此发光。p-型层16和n-型层14每个具有比发射层大的带隙。

在结构上，半导体二极管系统12包括连续的基底层20，多个纳米柱22从该连续的基底层20突出。n-型层14装饰(make up)基底层和纳米柱的下部分24，p-型层16装饰纳米柱的上部分26，发射层18装饰纳米柱22的中间部分。因此，p-型层16、发射层18以及部分n-型层都是不连续的，基底层20封闭间隙30的底端。纳米柱22具有数百纳米的直径，即在100nm和1000nm之间。

在不连续层中、纳米柱22之间的间隙30用波长转换材料32(其可以是绝缘透明材料或半绝缘透明材料)和金属颗粒34的混合物31填充。因而，波长转换材料用作承载间隙30中的金属颗粒34的载体材料。混合物31填充间隙30并形成从基底层20向上到纳米柱22顶部的层。在该实施方式中，将理解，间隙30事实上结合在一起以形成围绕所有的纳米柱22的一个互连空间。如果纳米柱22形成使得相邻纳米柱22之间的最大距离是大约200nm，那么从任何一个金属颗粒34到其中一个纳米柱22的表面的最大距离是100nm。在该情形下，与发射层18共面的任何金属颗粒34位于允许表面等离子体激元耦合的位置。此外，金属颗粒34悬浮在波长转换材料32中并随机分布在整个波长转换材料32中。因此，在该情形下，大部分颗粒34将被定位在从其中一个纳米柱22的表面起小于100nm(对于一些颗粒，实际上是0nm)的位置。

在该情形下，波长转换材料32是聚合物材料，但是可以是磷光体；另外，可以使用镉硫化物，但是对于本领域的技术人员来说，许多适当类型的波长转换材料32将是显而易见的。

金属颗粒34是银。金属颗粒34的尺寸为从几nm到大约1μm，部分地取决于柱的尺寸，波长转换材料32中的颗粒浓度为从0.0001％w/w直到10％w/w。在其它实施方式中，金属颗粒34可以是例如金、镍或铝。金属的选择是基于来自发射层18的光的波长或频率；例如，对于蓝色LED来说，银是优选的，但是对于紫外线LED来说，铝是优选的。

因为间隙30延伸穿过发射层18，所以间隙30的部分侧部由发射层材料形成，从而发射层材料暴露于间隙30。混合物31与间隙30的侧部直接相邻或接触地定位，即，在间隙30中混合物31与侧部之间没有设置绝缘层或其它材料。因此，悬浮在混合物31中的一些金属颗粒34距离发射层的暴露表面为一近场距离(near field distance)(47nm或更小)，这允许改善表面等离子体激元耦合。一些金属颗粒34悬浮在混合物31中，使得它们非常接近或者甚至接触发射层18的暴露表面。聚合物波长转换材料32也靠近或接触发射层18的暴露部。也就是说，从发射层18的暴露表面到至少一些金属颗粒34以及到波长转换材料32的距离实际上是0。

透明p-接触层40在纳米柱22的顶部延伸，与其电接触，并且还在间隙30的顶部延伸以封闭其顶部。p-接触垫42形成在p-接触层40上。基底区14的部分44超出纳米柱22延伸并且具有其上形成n-接触48的平坦上表面46。

图1的器件通过首先形成纳米柱结构制得。这通过以下步骤完成：在蓝宝石衬底10上形成n-型层14、在n-型层14上形成发射层18诸如量子阱层、在发射层18上方形成p-型层16、然后向下蚀刻透过层14、16、18以形成间隙30、留下纳米柱22。为了控制蚀刻，以已知方式，通过首先在p-型层16上方形成一层SiO₂薄膜以及随后形成厚度在从5到50nm之间的镍层而在p-型层16上形成掩模。随后在600-900℃的温度、流动的N₂下退火样品1到10分钟。在这样的条件下，薄镍层能发展成在SiO₂薄膜上的具有100nm数量级的自组装镍岛。然后，自组装镍岛用作掩模以通过反应性离子蚀刻(RIE)将下层氧化物蚀刻成在p-GaN表面上的SiO₂纳米棒。最后，SiO₂纳米棒用作第二掩模，然后使用电感耦合等离子体(ICP)蚀刻p-GaN层是向下透过p-型层16、发射层18、并且透过n-型层14的一部分的干法蚀刻，直到实现图1的结构。例如，使用650nm激光监控蚀刻，直到达到期望的深度。这留下纳米柱结构。Ni岛和SiO₂能使用混合酸(诸如HNO₃:CH₃OOH:H₂SO₄和HF溶液)被容易地湿法蚀刻掉。

能执行标准的光刻，从而形成基底层的具有其上形成有n-型接触的平坦上表面46的区域44。

一旦已经形成了纳米柱结构，波长转换材料32以及金属颗粒34的混合物31通过旋涂插入间隙30中。混合物31被添加到间隙30中直到它们已经填满到纳米柱22的顶部的水平，然后去除任何剩余，使得混合物31的顶部和纳米柱22的顶部形成实质上平坦的表面。

然后，在柱22的顶部上方形成透明的p-接触层40，封闭间隙30的顶端并与纳米柱22的顶部电接触。最后，在p-接触层40上形成p-接触垫42，在平坦表面46上形成n-接触48。

在操作中，当横跨p-接触42和n-接触48施加电势时，从发射层18发出一个波长或波长谱的光，在该情形下主要是蓝光。一些该光被波长转换材料32吸收，并再发射为具有不同波长或波长谱的光，在该情形下是黄光。蓝光和黄光一起产生足够宽光谱的光，用于将形成的白色。

使用表面等离子体激元耦合效应以提高IQE的优点可以在该变型中被充分利用，从而实现具有任何厚度的覆盖层的标准蓝色MQW外延晶圆。这是因为一些金属颗粒34距离发射层18中的发射量子阱材料(在纳米柱22的侧壁处)为一近场距离(47nm或更小)，因此允许有效的表面等离子体激元耦合，并且那些金属颗粒34中的一些与发射层18之间的距离实际上将是0。当发射层18与金属颗粒34之间的距离可以下降到实际上0时，表面等离子体激元耦合效应可以被显著提高。

利用聚合物的LED发光波长转换的机制是基于非辐射能量传输(

energy transfer)。因为这样的能量传输依赖库仑相互作用，所以发射层18与波长转换材料32之间的距离是关键。能量传输率Γ可以被简单描述为：Γ～R-4，其中R是发射QW与聚合物之间的距离。在所描述的LED器件中，距离R可以接近0，并且可以大大提高传送率。对于黄光发射(550-584nm)，这可以导致显著改善的波长转换效率，因而提供改善的颜色再现。

可以选择在远低于其吸收边缘的波长处(其可以达到200nm)具有发光发射的共轭聚合物。通过选择并优化聚合物材料，可以最小化由于自吸收所导致的损失。

参见图2，除了其它方面之外，在上述方法中的纳米柱22的最终尺寸取决于在器件制造中使用的镍层的厚度。上面的四个图像是分别对于5nm、10nm、15nm和20nm厚度的镍层来说，由退火步骤所产生的自组织镍掩模。下面的四个图像是所产生的纳米柱结构。

参见图3，测试如上所述形成的各种器件的发光强度。强度是针对如下形成的器件：

A：生长有多个发射层、但是在形成纳米柱结构22之前的器件。

B：在形成纳米柱结构22之后、但是没有聚合物/金属混合物31的器件。

C：具有聚合物/银颗粒混合物31的纳米柱结构22的器件。

D：具有聚合物/银颗粒混合物31的纳米柱结构22的器件。银浓度与在样品C中的银浓度略微不同。

E：具有聚合物/镍颗粒混合物31的纳米柱结构22的器件。

如可以从该图看出的，强度在这些样品之间明显变化，但是显然，具有聚合物/金属混合物31的所有实例具有明显高于如所生长的器件的样品或具有纳米柱22但是没有聚合物/金属混合物31的器件。

改善的强度由这些颗粒34中的一些(例如，Ni或银)距离发射层18(例如，In_xGa_1-xN：阱/：In_yGa_1-yN：势垒多量子阱(x＞y，x或y为从0到1))一近场距离而引起的表面等离子体激元耦合效应产生，在该情形下金属颗粒34由填充纳米柱22之中的间隙30的聚合物材料承载，该纳米柱22包含发射层18中的In_xGa_1-xN/In_yGa_1-yN多量子阱。

图4示出在平面图中图1的器件。将理解，半导体层可以以仍实现相同效应的不同方式构成。例如，参见图5，在另一实施方式中，间隙30是具有圆形横截面、向下延伸到半导体层中的一系列分离的穿孔的形式。因此，穿孔30周围的半导体材料16的层都是连续的，并具有穿过其的孔，而不是如图1的实施方式中是不连续的。穿孔的直径是数百纳米级的直径，即，在100至1000nm之间的直径。

将理解，可以使用其它结构，例如，间隙可以是一系列平行缝的形式，使得半导体材料是一系列竖直片的形式，而不是如图1所示的竖直柱的形式。

本领域的技术人员将领会替代实施方式，该替代实施方式由于一些金属颗粒34距离发射层18一近场距离(并且对于那些金属颗粒34中的一些，该距离实际上是0)而带来有利的表面等离子体激元耦合效应，从而也实现改善的强度结果。在图6、7和8中示出三种这样的不同布置。

首先参见图6，根据另一实施方式的发光器件以与上述图1的实施方式类似的方式布置，其中相应的部件由增加100的附图标记表示。在该实施方式中，间隙130从p-接触层140的底部延伸，仅部分地穿过发射层118，使得间隙130的底端在发射层118内。这在以下方面具有优点：间隙130的底端130a构成在间隙130内的发射层118的额外的暴露表面区域。因而，发射层118的表面面积的量，其中金属颗粒134和波长转换材料132可以经由表面等离子体激元耦合而与发射层118相互作用，可以通过该配置方式增加。金属颗粒134和波长转换材料132的混合物131与发射层118直接相邻或接触，即，没有其它材料布置在混合物131与间隙130的侧部和底端130a之间。因此，在该实施方式中，从发射层118的暴露表面到至少一些金属颗粒134、以及到波长转换材料132的距离实际上是0。

在该实施方式的变形(未示出)中，间隙从p-接触层的底部向下延伸，仅穿过上层，直到发射层的顶表面，使得发射层的顶表面形成间隙的底端。也就是说，间隙在其底端以发射层的顶表面为界，在其侧部以上层为界。金属和波长转换材料均同时与发射层直接接触。

现在参见图7，另一实施方式的发光器件以与图6类似的方式布置，其中相应的部件由增加100的附图标记表示。在该实施方式中，金属沉积物234直接设置在发射层218的在间隙230内暴露的表面上，形成金属层。金属沉积物234可以依靠热或电子束蒸发器提供，或者由本领域的技术人员已知的任何其它适当的蒸发器方法提供。金属沉积物234一般在发射层218的在间隙230的底端230a暴露的表面上比其在间隙230的侧部上厚。实践中，对于所沉积的层的厚度存在阈值；沉积比阈值薄的连续层是最不能实现的，且在多数情形下是不可能的。因此，当金属沉积层234的厚度低于阈值(对于现有技术的状态来说，在间隙230的底端230a上大约50nm或更小)，金属沉积物234在间隙230的侧部上是不连续的，或者在一些情形下是不存在的。每个间隙230还包含在不连续的金属沉积物之间、与发射层218的部分表面直接接触的波长转换材料232，以从发射层218吸收光并再发射改变频率的光。因而，在该实施方式中，与已经描述过的实施方式类似，金属沉积物234形成多个离散块的金属，其彼此不接触并因此沿着在间隙230的侧壁中暴露的p-型层216的表面从发射层218的表面不连续地延伸。这确保了没有连续的金属主体实质上延伸跨过不同的半导体层，从而避免了依靠金属沉积物234提供电短路的任何可能性。还意味着，金属和波长转换材料232二者与发射层218直接接触，因为波长转换材料232接触离散块的金属沉积物234之间的发射层218。还可以对图1和图6的实施方式进行相应的修改。

现在，参见图8，另一实施方式的发光器件以与图7的实施方式类似的方式布置，其中相应的部件由增加100的附图标记表示。如图8所示，间隙330从p-型层316的顶部(即，p-接触层340的底部)几乎形成到发射层318。载体材料332(在该实施方式中是磷光体波长转换材料332)和金属颗粒334的混合物331填充间隙330直到顶部，即，到p-接触层340的底部。间隙330的底部330a足够邻近发射层318的顶部定位，以允许发射层318与间隙330中的金属颗粒334(其中金属颗粒334悬浮在间隙330中)之间的表面等离子体激元耦合。p-型层316的薄部分316a使发射层318的顶部与间隙330的底部分离，从而提供发射层318与金属颗粒334之间的电绝缘。薄部分316a的厚度(垂直于发射层318的顶部与p-型层316的底部之间的边界面测得)足够小以允许所述表面等离子体激元耦合，即，100nm或更小，优选地是47nm或更小。例如，薄部分316a可以小于30nm厚并且优选地小于20nm厚。

在任意所述实施方式的另一变形中，金属颗粒34、134、334，或金属沉积物234、以及波长转换材料32、132、232、332均被实质上填充每个间隙20、130、230的金属主体替代(即，间隙不包含任何载体材料/波长转换材料)，从而金属主体直接接触发射层18、118、218和上层16、116、216的整个暴露表面。已知的是，在现有技术中，在金属与半导体层之间形成欧姆接触是重要任务，特别是对于p-型或未掺杂III氮化物诸如GaN。仅特定类型的金属可以与半导体材料形成欧姆接触，用于与半导体材料形成欧姆接触的金属的类型必须是基于金属的功函数和该类半导体材料的掺杂水平而特别选择的。因此，该变形可以通过将金属主体选择为具有使得没有欧姆接触可以形成在金属主体与任何半导体层之间的类型来实现。例如，银或铝可以用于上述SP-增强IQE，但是不能用作p-型或未掺杂GaN的欧姆接触。

在上述所有的替代实施方式中，可以从上述图1的实施方式的任何适当替代中选择所使用的金属以及波长转换材料。已经参见白色LED实施方式描述了本发明的发光器件，但是在上述实施方式的变形中提供彩色的LED，其不需要来自发射层的光被吸收、被转换为不同波长的光并混合在一起。在图1或图6的实施方式的一个特别变形中，LED是具有AlGaN发光层的紫外线LED，其中铝颗粒被承载在透明聚合物或其它类似物中。

在另一实施方式中，LED是在500与560nm之间的波长处发射的绿色LED。纳米颗粒可以是银、铂、镍或金，如将理解的，可以选择颗粒的尺寸从而确定所发射的光的波长。

Claims

1.一种发光器件，包括：

第一和第二半导体层以及在所述半导体层之间的发射层，布置以形成发光二极管；

在所述层的其中之一中的间隙；以及

金属，位于所述间隙中且足够邻近所述发射层以允许所述金属与所述发射层之间的表面等离子体激元耦合。

2.根据权利要求1所述的器件，包括由金属颗粒形式的所述金属和载体材料形成的混合物，所述混合物位于所述间隙中。

3.根据权利要求2所述的器件，其中所述载体材料包括波长转换材料。

4.根据任一前述权利要求所述的器件，其中所述金属或所述混合物直接邻近所述间隙的表面。

5.根据任一前述权利要求所述的器件，其中所述间隙部分地而不是全部地延伸穿过所述第二半导体层朝向所述发射层。

6.根据权利要求1至4的任意之一所述的器件，其中所述间隙延伸穿过所述第二半导体层，部分的所述间隙以所述发射层的表面为界。

7.根据权利要求6所述的器件，其中所述金属或所述混合物位于与所述发射层的所述表面直接邻近的所述间隙中。

8.根据权利要求6所述的器件，其中提供与所述发射层的所述表面接触的含金属层。

9.根据权利要求7或8所述的器件，其中所述间隙延伸穿过所述发射层以及部分的所述间隙以所述第一半导体层的表面为界。

10.根据任一前述权利要求所述的器件，其中所述第一半导体层形成在衬底上。

11.根据任一前述权利要求所述的器件，还包括与所述第二半导体层相邻并电接触的接触层，从而封闭至少部分的所述间隙。

12.根据任一前述权利要求所述的器件，其中柱由所述层的至少之一、依靠形成在所述柱之间的所述间隙形成。

13.根据权利要求12所述的器件，其中在两个相邻柱的相应侧部之间测得的两个相邻柱之间的平均最短距离小于500nm并且优选地小于200nm。

14.根据权利要求1至11的任意之一所述的器件，包括彼此分离的多个所述间隙，使得所述金属或所述混合物是柱的形式。

15.根据权利要求14所述的器件，其中所述柱的平均直径小于500nm并且优选地是小于200nm。

16.一种制造发光器件的方法，包括：

形成第一和第二半导体层以及在所述半导体层之间的发射层；

在所述层的其中之一中形成间隙；以及

在所述间隙中并且足够邻近所述发射层放置金属，以允许在所述金属与所述发射层之间的表面等离子体激元耦合。

17.根据权利要求16所述的方法，包括：

由金属颗粒形式的所述金属和载体材料形成混合物；以及

在所述间隙中并且足够邻近所述发射层放置所述混合物，以允许所述金属颗粒与所述发射层之间的表面等离子体激元耦合。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述载体材料包括波长转换材料。

19.根据权利要求16至18的任意之一所述的方法，其中所述金属或所述混合物直接邻近所述间隙的表面放置。

20.根据权利要求16至19的任意之一所述的方法，其中部分地而不是全部地穿过所述第二半导体层朝向所述发射层来形成所述间隙。

21.根据权利要求16至19的任意之一所述的方法，所述间隙穿过所述第二半导体层形成并且部分的所述间隙以所述发射层的表面为界。

22.根据权利要求21所述的方法，其中所述金属或所述混合物被放置在所述间隙中并且直接邻近所述发射层的所述表面。

23.根据权利要求22所述的方法，其中提供与所述发射层的所述表面接触的含金属层。

24.根据权利要求22或权利要求23所述的方法，其中穿过所述发射层形成所述间隙，部分的所述间隙以所述第一半导体层的表面为界。

25.根据权利要求16至24的任意之一所述的方法，其中所述第一半导体层形成在衬底上。

26.根据权利要求16至25的任意之一所述的方法，还包括：形成邻近并电接触所述第二半导体层的接触层，从而封闭至少部分的所述间隙。

27.根据权利要求16至26的任意之一所述的方法，其中柱由所述层中的至少之一、依靠形成在所述柱之间的所述间隙形成。

28.根据权利要求27所述的方法，其中所述柱形成使得在两个相邻柱的相应侧部之间测得的两个相邻柱之间的平均最短距离小于500nm，并且优选地小于200nm。

29.根据权利要求16至26的任意之一所述的方法，包括形成彼此分离的多个所述间隙，使得所述金属或所述混合物是柱的形式。

30.根据权利要求29所述的方法，其中所述柱的平均直径小于500nm，优选地小于200nm。

31.一种实质上如参考图1至图5的任一个所述的发光器件。

32.一种实质上如参考图6所述的发光器件。

33.一种实质上如参考图7所述的发光器件。

34.一种实质上如参考图8所述的发光器件。