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    • 专利摘要:
    本發明揭示一種用於固態照明裝置之波長轉換器及相關系統及方法。根據一特定實施例之一系統包含具有一第一區及一第二區之一固態輻射半導體結構。該第一區經定位以接收具有一第一波長之輻射，且具有一第一組合物及一相關第一帶隙能。該第二區係定位在該第一區相鄰處以自該第一區接收能量且發出具有與該第一波長不同之一第二波長之輻射。該第二區具有與該第一組合物不同之一第二組合物及比該第一帶隙能小之一相關第二帶隙能。
    公开号:TW201316562A
    申请号:TW101130149
    申请日:2012-08-20
    公开日:2013-04-16
    发明作者:Martin F Schubert；Vladimir Odnoblyudov
    申请人:Micron Technology Inc；
    IPC主号:H01L33-00
    专利说明:
    用於固態照明裝置之波長轉換器，以及相關之系統及方法
    本技術大體上係針對用於固態照明裝置之波長轉換器，及相關系統及方法。根據本技術之波長轉換器適合於LED及其他輻射發射裝置。
    行動電話、個人數位助理(「PDA」)、數位相機、MP3播放器及其他可攜式電子裝置將固態照明(「SSL」)裝置(例如LED)用於背光照明。SSL裝置亦用於招牌、室內照明、戶外照明及其他類型之一般照明。圖1A係具有側向接觸件之一習知SSL裝置10a之一橫截面圖。如圖1A中所展示，SSL裝置10a包含一基板20，基板20承載具有一作用區14(例如，其含有定位在N型GaN 15與P型GaN 16之間之氮化鎵/氮化銦鎵(GaN/InGaN)多量子井(「MQW」))之一LED結構11。SSL裝置10a亦包含P型GaN 16上之一第一接觸件17及N型GaN 15上之一第二接觸件19。第一接觸件17通常包含一透明導電材料(例如氧化銦錫(「ITO」))以允許光自LED結構11射出。在操作中，經由接觸件17、19而將電功率提供至SSL裝置10a以導致作用區14發光。
    圖1B係另一習知LED裝置10b之一橫截面圖，其中第一接觸件17與第二接觸件19彼此相對以(例如)呈一垂直而非側向組態。在LED裝置10b之形成期間，一基板20(類似於圖1A中所展示之基板20)最初承載一N型GaN 15、一作用區14及一P型GaN 16。第一接觸件17係佈置在P型GaN 16上，且一載體21係附接至第一接觸件17。移除基板20以允許將第二接觸件19佈置在N型GaN 15上。接著，翻轉結構以產生圖1B中所展示之定向。在LED裝置10b中，第一接觸件17通常包含一反射導電材料(例如銀或鋁)以將光導引向N型GaN 15。
    既有LED之一缺點在於：其等無法發出白光。相反，LED通常僅發出在一窄波長範圍內之光。需要一寬範圍之波長以使人眼感知白色。相應地，用LED來模擬白光之一習知技術為將一轉換器材料(例如一磷光體)沈積在一LED晶粒上。圖1C展示一習知SSL裝置10c，其包含承載一LED晶粒4及一轉換器材料6之一支撐件2。在操作中，經由具有與圖1A或圖1B中所展示配置大體上類似之配置之接觸件而將一電壓施加至晶粒4。回應於該施加電壓，LED晶粒4之作用區產生一第一發射(例如一藍光)以激發轉換器材料6發出一第二發射(例如一黃光)。若經適當匹配，則該等第一與第二發射之組合在人眼中呈白色。如下更詳細所論述，使用磷光體轉換器材料來將藍光「轉換」為白光具有某些缺點。相應地，需要可產生具有一特定波長之光且無需磷光體轉換器材料之發光裝置。
    可參考以下圖式而更佳理解本發明之諸多態樣。圖式中之組件未必按比例繪製。相反，重點在於清晰地繪示本發明之原理。再者，圖式中之相同元件符號標示全部若干視圖中之對應部件。
    本發明之實施例大體上係針對用於固態照明(「SSL」)裝置之波長轉換器，及相關系統及方法。如下文中所使用，術語「SSL裝置」一般意指具有以下各者之裝置：發光二極體(「LED」)；有機發光二極體(「OLED」)；雷射二極體(「LD」)；聚合物發光二極體(「PLED」)；及/或除電燈絲、電漿或氣體以外之其他適合照明源。簡言之，根據一特定實施例之一輻射系統包含具有一第一區及一第二區之一固態輻射半導體結構。該第一區經定位以接收具有一第一波長之輻射，且具有一第一組合物及相關第一帶隙能。該第二區係定位在該第一區相鄰處以自該第一區接收光產生載子且發出具有與該第一波長不同之第二波長之輻射。該第二區具有與該第一組合物不同之一組合物及比該第一帶隙能小之一相關第二帶隙能。該輻射半導體結構可定位在將具有該第一波長之輻射導引向該半導體結構之該第一區之一能源接近處。在另外特定實施例中，該能源可包含一固態照明裝置，例如一LED。
    一般技術者將明白本技術之其他系統、方法、特徵及優點。為清晰起見，以下描述中未闡述以下若干細節：其等描述熟知且通常與此等系統及方法相關之結構或程序，但未必使本發明之一些重要態樣不清楚。再者，雖然以下揭示內容闡述本文中所揭示技術之不同態樣之若干實施例，但若干其他實施例可包含與此部分中所述組態或組件不同之組態或組件。相應地，本技術可具有其他實施例，該等實施例含有額外元件及/或不含以下參考圖2至圖7而描述之元件之若干者。
    圖2係一系統100之一部分示意性橫截面說明圖，其接收或吸收具有一波長之能量且再輻射或發出具有另一波長之能量。在一特定實施例中，系統100包含承載一光源150之一支撐件130。光源150可包含：一LED或其他SSL裝置；或其他裝置(例如一雷射)，其等發出具有一第一波長A之第一輻射。系統100進一步包含一輻射結構140，其經定位以接收及吸收該第一輻射且發出具有一不同波長E之第二輻射。輻射結構140可包含一或多個第一區141(例如吸收區)及一或多個第二區142(例如發射區)。例如，在圖2所展示之實施例中，輻射結構140包含兩個吸收區141，圖中展示為定位在一單一發射區142之相對側上之一第一吸收區141a及一第二吸收區141b。如本文中所使用，術語「吸收區」一般意指對由光源150發出之第一波長A具有適合(例如強力)吸收特性之一區。術語「發射區」一般意指對第二波長E具有適合(例如強力)發射特性之一區。在此等實施例之任何者中，輻射結構140可替換習知磷光體結構，且可在不使用或少使用磷光體之情況下相應地修改由整個系統100發出之光之光譜。以下參考圖3A至圖7而描述代表性系統之另外特徵及優點。
    圖3A係一帶隙圖，其繪示與圖2中所展示之輻射結構大體上類似之一代表性輻射結構140之作為材料厚度(以微米為單位)之一函數之能量(以電子伏特(eV)為單位)。為作參考，圖3A中亦展示輻射結構140之費米能階、導帶及價帶。如上所述，輻射結構140包含第一吸收區141a與第二吸收區141b及該等吸收區之間之一發射區142。吸收區141a、141b對應於載子產生區，且可回應於接收入射輻射而相應地產生電子及電洞。吸收區與輻射區之間之厚度及帶隙差(例如，導帶與價帶之間之能量間隔)導致發射區中一更高載子濃度及更佳載子波函數重疊，且因此導致該區中之更高輻射效率。特定言之，比吸收區141a及141b更低之發射區142中之導帶邊緣使吸收區141a及141b之導帶中之光產生電子積極有利地以聚集在發射區142內，藉此降低吸收區141a及141b中之電子密度且增大發射區142中之電子密度。類似地，比吸收區141a及141b更高之發射區142中之價帶邊緣使光產生電洞積極有利地聚集在發射區142內，藉此降低吸收區141a及141b中之電洞密度且增大發射區142中之電洞密度。發射區142中之更高電子及電洞密度導致發射區142中之一輻射複合率大於吸收區141a及141b中之輻射複合率。
    在特定實施例中，吸收區141及發射區142之選定材料經選擇以提高輻射結構140之自一波長至另一波長之能量轉換效率。特定言之，第一區141包含一第一材料143，其經選擇以對由光源150(圖2)發出之第一波長A具有高吸收率。第二區142經選擇以包含一第二材料144，其較佳地發出具有第二波長E之能量。另外，第一材料143及第二材料144經選擇以產生將電子及電洞自第一區141驅動或否則移動至第二區142之能階梯度。此繼而增大第二區142處之電子及電洞密度以繼而增大此區處之電子及電洞複合率且因此增加由發射區142發出之能量數量。
    圖3B係具有與以上參考圖3A而描述之帶隙特性大體上類似之帶隙特性之一代表性輻射結構140之一部分示意性橫截面說明圖。輻射結構140包含一支撐件130及夾在兩個吸收區141a、141b之間之一發射區142。第一材料143可經選擇以包含一半導體材料(例如磷化鋁鎵(AlGaP))，其可經選擇以吸收具有第一波長A之輻射(圖2)。第二材料144亦可包含一半導體材料(例如磷化鋁銦鎵(AlInGaP))，其經選擇以使其具發射特性。第一材料143之選定組分部分取決於所吸收及所發射輻射之目標波長。例如，第一材料143可包含鋁銦鎵合金，其中銦占約10%至15%以較佳地吸收藍光。第二材料144可包含鋁銦鎵合金，其中銦占約20%至30%以發出綠/黃光。
    在另一實施例中，吸收區與發射區兩者包含AlInGaP材料，其中Al及Ga之濃度不同且In之濃度相同(例如，III族材料占約50%)。此一合金可經沈積以便與一GaAs基板晶格匹配，此將導致低缺陷率及高輻射效率。
    可使用既有半導體處理技術(其包含(但不限於)分子束磊晶(MBE)、甲基有機化學氣相沈積(MOCVD)或金屬有機氣相磊晶(MOVPE))來在基板130上佈置呈層形式之第一材料143及第二材料144。與吸收區141a、141b相關之結構140之較高帶隙能部分可位於與發射區142相鄰之介面145(例如面對面介面)處。在特定實施例中，材料層可佈置在一透明支撐件130上，使得整個總成(其包含支撐件130)可附接或定位至對應光源(輻射結構140自該光源接收能量)接近處。在其他實施例中，支撐件130可呈一可釋放及/或犧牲載體之形式，在相對於對應光源而定位結構140之前或之後使該載體與輻射結構140之剩餘部分分離。適合載體可由砷化鎵、藍寶石、矽、碳化矽及/或氮化鋁形成。在另外實施例中，SSL裝置結構及輻射結構140可在一系列磊晶生長步驟中形成一體。例如，輻射結構140可磊晶生長在一適合基板上，且SSL裝置結構可經由一系列額外磊晶生長步驟而直接形成於輻射結構140上。在其他實施例中，可首先形成SSL裝置結構，接著，可在該SSL裝置結構上磊晶生長輻射結構。
    可使用各種適合結合技術之任何者(其提供輻射結構140與光源之間之支撐且必然阻止輻射能自光源透射至輻射結構140)來將輻射結構140附接至對應光源。例如，光源150及輻射結構140可各包含氧化層，且可使用氧化物對氧化物之結合程序來使對應氧化層彼此結合。半導體製造技術中已熟知此等程序。
    以上參考圖2至圖3B而描述之先前實施例之一特徵在於：輻射結構可在不使用磷光體之情況下吸收具有一波長之能量且重新發出具有一不同波長之能量。此配置之一優點在於：磷光體趨向於為一不佳熱導體。因此，磷光體可限制由光源產生之熱自光源傳導、對流或否則透射遠離之速率。不佳熱傳遞可繼而降級光源之效能及/或預期壽命。相比而言，半導體材料(在上文中被描述為輻射結構140之組件)可將熱更容易地傳導遠離光源且可相應地改良光源之效能及/或使用壽命。
    上述實施例之另一特徵在於：吸收輻射及發出輻射之功能因不同材料及不同區而不同。此允許製造者製造相對較薄之發射區142。相應地，薄發射區142導致比一較厚區更高之一電子及電洞密度，且可因此發出具有比一較厚區更高之一強度及/或效率之輻射。發射區142因其較小厚度而無法吸收輻射之大部分，然而，此不會負面影響電子及電洞至發射區142之遞送速率。相反，由吸收區141a、141b提供此功能，吸收區141a、141b包含經選擇以產生一能量梯度之材料，該能量梯度驅動電子及電洞朝向發射區142；及具有經選擇以增強此等區執行之吸收功能之厚度。
    圖4A至圖7繪示具有吸收區及發射區(其等具有不同材料組合物及不同相關帶隙能階)之輻射結構之另外實施例。例如，圖4A係一圖，其繪示具有多個階梯式吸收區441之一輻射結構440之作為材料厚度之一函數之帶隙能階。在一特定實施例中，輻射結構440包含八個吸收區441(被個別指示為吸收區441a至441h)，其中一對應發射區442之兩個相對側上各定位四個。然而，本技術不受限於任何特定數目之吸收或發射區。各吸收區441具有一材料組合物，其產生相對於其(若干)相鄰者而呈階梯狀之一對應帶隙能。在一特定實施例中，包括吸收區441之各者之材料可包含磷化鋁銦鎵，其中此等組分之一或多者之數量自一吸收區441變動至另一吸收區。例如，銦在吸收區中之數量可自外吸收區441a、441h處之零或相對較小量變動至內發射區441d、441e處之最大量。在其他實施例中，磷化鋁銦鎵合金之其他組分(例如鋁及鎵)可經變動以產生其他分級帶隙配置。在另外實施例中，包括吸收區441及/或發射區442之材料可包含其他元素及/或其他合金。例如，在此一實施例中，材料可包含氮化鋁銦鎵，且在其他實施例中，材料可包含除鋁及鎵以外之元素之合金。在此等實施例之任何者中，吸收區441及發射區442之選定材料經大體選擇以提供一帶隙能梯度，該帶隙能梯度以與以上參考圖3A至圖3B而描述之方式大體上類似之一方式將電子及/或電動自吸收區441驅動至發射區442。
    圖4B係具有與以上參考圖4A而描述之帶隙特性大體上類似之帶隙特性之一代表性輻射結構440之一部分示意性橫截面說明圖。輻射結構440可包含形成吸收區441a至441h之各者以及發射區442之材料層。個別區係沿一Y軸(例如一厚度軸)定位在彼此相鄰處，且形成吸收區441a至441h之材料經選擇以沿朝向發射區442之一方向產生逐步變窄之帶隙能。在特定實施例中，發射區442之相對側上之個別吸收區441相對於穿過發射區與442之一X軸對稱。可使用以上參考圖3B而描述之技術之任何者來將形成發射區442及吸收區441之材料佈置在一支撐件130上。
    圖5A係根據本技術之另一實施例之具有多個吸收區541(圖中展示為第一吸收區541a及第二吸收區541b)之輻射結構540之一帶隙圖，吸收區541具有連續變動帶隙能。例如，吸收區541之各者可包含一第一材料543，其在磷化鋁銦鎵合金中具有連續變動數量之銦。對應發射區542可包含一第二材料544，其具有一更高濃度之銦。在一特定實施例中，第二材料544可具有相對於相鄰吸收區541a、541b之銦濃度階梯式變化。在另一實施例中，銦(或合金之另一元素)在發射區542中之濃度可與其在吸收區541a、541b之直接相鄰部分中之濃度相同。在任一實施例中，發射區542相對於周圍區而形成一能量谷或能量井，藉此迫使電子及電洞鬆弛至該能量井之底部以產生一更高載子密度，此繼而增大發射區542處之複合率及輻射發射速率。
    輻射結構540包含經定位以與發射區542隔開之一外邊緣545a，及一對應內邊緣546a。在操作中，內邊緣546a經定位以面向光源150(圖2)，且外邊緣545a經定位以背向光源150。在此實施例之一態樣中，外邊緣545a及內邊緣546a經定位以與發射區542等距。在其他實施例中，輻射結構540可代以包含比內邊緣546a更靠近發射區542之一外邊緣545b(圖中以虛線展示)。此一配置可用在以下內文中：其中可期望發射區542之一側上之吸收材料多於另一側上之吸收材料。例如，當光源150(圖2)係定位在內邊緣546a相鄰處時，可期望第一吸收區541a中之材料多於第二吸收區541b中之材料。在極限情況中，可完全消除第二吸收區541b。在又一實施例中，第二吸收區541b可厚於第一吸收區541a，如由虛線展示之一內邊緣546b所指示。例如，在至少一些情況中，第一吸收區541a可因其更接近光源而產生具有比第二吸收區541b更大之一速率之電子及電洞。藉由將第一吸收區541a製成比第二吸收區541b更薄，兩個區之電子及電洞產生速率可相等或近似相等，相應地，發射區542可以大致相等速率自兩個區541a、541b接收電子及電洞以可改良輻射結構540之能量發射效率。
    圖5B係具有與以上參考圖5A而描述之帶隙特性大體上類似之帶隙特性之一代表性輻射結構540之一部分示意性橫截面說明圖。可(例如)藉由在將材料沈積在支撐件130上時變動引入至一化學氣相沈積腔室中之組分之濃度而以一大體上連續方式變動第一區541a、541b中之一第一材料543之組合物。
    圖6係一圖，其繪示根據本發明之另一實施例之具有多個發射區642之一輻射結構640之作為材料厚度之一函數之帶隙能。在此特定實施例中，輻射結構640包含定位在對應第一吸收區641a、第二吸收區641b及第三吸收區641c之間之兩個發射區642a、642b。此特徵之一優點在於：各發射結構642a、642b可具有一不同組合物及相關帶隙能，且可相應地發出具有一不同波長之輻射。以此方式，一單一結構可產生具有多個波長之輻射。此配置可用以產生混合色彩，例如在人眼中呈白色之一混合色。
    圖6中所展示之一實施例之另一特徵在於：製造者可藉由控制發射區之數目及各發射區之厚度而單獨控制發射區之各者之載子密度(及整個結構中之載子密度)。在特定實施例中，可期望形成非常薄之發射區以避免可由晶格失配引起之應力，此係因為在材料厚度較高之條件下此等應力會被增大。同時，可期望將發射區處之載子密度控制為不會太高。具有多個發射區以允許製造者靈活地最佳化或近似最佳化多個變數(其包含上述變數)。
    圖7繪示根據本技術之又一實施例之具有多個吸收區741及多個發射區742之一輻射結構740之一帶隙能圖。如上參考圖6所述，當與具有一單一發射區之結構比較時，多個發射區742可提供優點。相反地，具有一單一發射區之實施例之優點在於：其製造較廉價。
    應自前述內容瞭解，已為了說明而在本文中描述本技術之特定實施例，但可在不背離本技術之情況下作出各種修改。例如，上述代表性帶隙圖繪示自導帶邊緣與價帶邊緣兩者會聚向費米能階之帶隙。在其他實施例中，帶隙可逐步變窄，但其中僅會聚導帶邊緣、或僅會聚價帶邊緣或會聚導帶與價帶兩者但具有不同斜率。特定材料(例如磷化鋁銦鎵及氮化鋁銦鎵)之內文中描述本技術之某些實施例，但在其他實施例中，可使用其他材料來產生類似結果。例如，其他適合材料可選自週期表之III族及/或V族元素。以上在使可見光波長偏移之內文中描述本技術之某些實施例。在其他實施例中，可使用類似結構及方法來偏移具有其他波長之能量。
    可在其他實施例中組合或消除特定實施例之內文中所述之本技術之某些態樣。例如，可將圖4A及圖4B之內文中所述之吸收區之階梯式配置應用於具有多個發射區之輻射結構(諸如以上參考圖6及圖7所述)。在其他實施例中，可在一單一結構中組合階梯式與連續變動之材料特性。此外，雖然已在此等實施例之內文中描述與某些實施例相關之優點，但其他實施例亦可展現此等優點，且未必全部實施例均需展現落在本技術之範疇內之此等優點。相應地，本發明及相關技術可涵蓋未在本文中明確展示或描述之其他實施例。
    2‧‧‧支撐件
    4‧‧‧發光二極體(LED)晶粒
    6‧‧‧轉換器材料
    10a‧‧‧固態發光(SSL)裝置
    10b‧‧‧LED裝置
    10c‧‧‧SSL裝置
    11‧‧‧LED結構
    14‧‧‧作用區
    15‧‧‧N型GaN
    16‧‧‧P型GaN
    17‧‧‧第一接觸件
    19‧‧‧第二接觸件
    20‧‧‧基板
    21‧‧‧載體
    100‧‧‧系統
    130‧‧‧支撐件
    140‧‧‧輻射結構
    141‧‧‧第一區
    141a‧‧‧第一吸收區
    141b‧‧‧第二吸收區
    142‧‧‧發射區/第二區
    143‧‧‧第一材料
    144‧‧‧第二材料
    145‧‧‧介面
    150‧‧‧光源
    440‧‧‧輻射結構
    441‧‧‧吸收區
    441a‧‧‧吸收區
    441b‧‧‧吸收區
    441c‧‧‧吸收區
    441d‧‧‧吸收區
    441e‧‧‧吸收區
    441f‧‧‧吸收區
    441g‧‧‧吸收區
    441h‧‧‧吸收區
    442‧‧‧發射區
    540‧‧‧輻射結構
    541‧‧‧吸收區
    541a‧‧‧第一吸收區
    541b‧‧‧第二吸收區
    542‧‧‧發射區
    543‧‧‧第一材料
    544‧‧‧第二材料
    545a‧‧‧外邊緣
    545b‧‧‧外邊緣
    546a‧‧‧內邊緣
    546b‧‧‧內邊緣
    640‧‧‧輻射結構
    641‧‧‧吸收區
    641a‧‧‧第一吸收區
    641b‧‧‧第二吸收區
    641c‧‧‧第三吸收區
    642‧‧‧發射區
    642a‧‧‧發射區/發射結構
    642b‧‧‧發射區/發射結構
    740‧‧‧輻射結構
    741‧‧‧吸收區
    742‧‧‧發射區
    圖1A係根據先前技術之具有一側向配置之一SSL裝置之一示意性橫截面圖。
    圖1B係根據先前技術之具有一垂直配置之另一SSL裝置之一示意性橫截面圖。
    圖1C係根據先前技術而定位之具有一磷光體轉換器材料之一發光裝置之一示意性橫截面圖。
    圖2係根據本技術之一實施例而組態之包含一光源及一輻射結構之一系統之一部分示意性橫截面說明圖。
    圖3A係根據本技術之一實施例而組態之一輻射結構之作為材料厚度之一函數之能階之一帶隙圖。
    圖3B係具有與圖3A中所展示之帶隙特性大體上類似之帶隙特性之一輻射結構之一部分示意性橫截面說明圖。
    圖4A係根據本技術之一實施例之具有階梯式吸收區之一輻射結構之作為材料厚度之一函數之能階之一帶隙圖。
    圖4B係具有與圖4A中所展示之帶隙特性大體上類似之帶隙特性之一輻射結構之一部分示意性橫截面說明圖。
    圖5A係根據本技術之一實施例之具有一連續變動吸收區之一輻射結構之作為材料厚度之一函數之能階之一帶隙圖。
    圖5B係具有與以上參考圖5A而描述之帶隙特性大體上類似之帶隙特性之一輻射結構之一部分示意性橫截面說明圖。
    圖6係根據本技術之一實施例之具有多個發射區之一輻射結構之作為材料厚度之一函數之能量之一帶隙圖。
    圖7係根據本技術之另一實施例之具有多個發射及吸收區之一輻射結構之作為材料厚度之一函數之能量之一帶隙圖。
    140‧‧‧輻射結構
    141a‧‧‧第一吸收區
    141b‧‧‧第二吸收區
    142‧‧‧發射區/第二區
    143‧‧‧第一材料
    144‧‧‧第二材料
    权利要求:
    Claims (33)
    [1] 一種輻射系統，其包括：一固態輻射半導體結構，其具有：一第一區，其經定位以接收具有一第一波長之輻射，該第一區具有一第一組合物及一相關第一帶隙能；及一第二區，其定位在該第一區相鄰處以自該第一區接收能量且發出具有與該第一波長不同之一第二波長之輻射，該第二區具有與該第一組合物不同之一第二組合物及比該第一帶隙能小之一相關第二帶隙能。
    [2] 如請求項1之系統，其中該第一組合物及該第一帶隙能沿與該等第一及第二區成橫向之一軸、隨距離之一函數變動。
    [3] 如請求項1之系統，其中該第二區經定位以自該第一區接收電子及電洞。
    [4] 如請求項1之系統，其中該第一帶隙能位於與該第二區直接相鄰之該第一區之一部分處。
    [5] 如請求項1之系統，其中該第一區包含至少一合金，且其中該合金之一組合物沿與該等第一及第二區成橫向之一軸變動。
    [6] 如請求項5之系統，其中該合金包含來自III族之一元素及來自V族之一元素。
    [7] 如請求項5之系統，其中該合金之該組合物以一大體上連續方式在該第一區之至少一部分上變動。
    [8] 如請求項5之系統，其中該合金之該組合物以一階梯式方式在該第一區之至少一部分上變動。
    [9] 如請求項5之系統，其中該合金包含在沿該軸之一第二位置處不存在之位於沿該軸之一第一位置處之至少一元素。
    [10] 如請求項5之系統，其中該合金包含至少一元素，該至少一元素在沿該軸之一第一位置處具有一第一濃度及在沿該軸之一第二位置處具有與該第一濃度不同之一第二濃度。
    [11] 如請求項1之系統，其中該第一區係兩個第一區之一者，且其中該第二區係定位在該兩個第一區之間。
    [12] 如請求項11之系統，其中該兩個第一區相對於穿過該第二區之中心之一軸對稱。
    [13] 如請求項11之系統，其中該兩個第一區相對於穿過該第二區之中心之一軸而彼此非對稱。
    [14] 如請求項1之系統，其中該第一區係多個第一區之一者，且其中該第二區係多個第二區之一者，且其中個別第二區係定位在個別第一區之間且與該等個別第一區相鄰。
    [15] 如請求項1之系統，其中該半導體結構之一組合物在該等第一與第二區之間之一介面處具有一階梯變化。
    [16] 如請求項1之系統，其進一步包括一能源，該能源經定位以將具有該第一波長之輻射引導向該半導體結構之該第一區。
    [17] 如請求項16之系統，其中該能源包含一固態照明裝置。
    [18] 如請求項16之系統，其中該能源包含一雷射。
    [19] 如請求項1之系統，其中該第二區經定位以在一磷光體材料不存在之情況下發出具有該第二波長之輻射。
    [20] 一種固態照明(SSL)系統，其包括：一SSL裝置，其包含：一作用區，其發出具有一第一波長之光；一N型材料，其與該作用區相鄰；及一P型材料，其與該作用區相鄰；及一固態輻射半導體結構，其包含：一吸收區，其經定位以接收具有該第一波長之自該作用區發出之光，該吸收區具有沿一厚度軸之一吸收區厚度且具有一第一組合物及相關第一帶隙能，該第一組合物及相關第一帶隙能沿該厚度軸、隨距離之一函數變動；及一發射區，其定位在該吸收區相鄰處以發出具有與該第一波長不同之一第二波長之光，該發射區具有比該吸收區厚度小之沿該厚度軸之一發射區厚度、與該第一組合物不同之一第二組合物及比該吸收區之一鄰近部分之該第一帶隙能小之一相關第二帶隙能。
    [21] 如請求項20之系統，其中該SSL未經定位以將光導引向一磷光體。
    [22] 如請求項20之系統，其中該吸收區包含磷化鋁銦鎵，且其中銦在該吸收區中之一濃度低於銦在該發射區中之一濃度。
    [23] 一種用於形成一輻射系統之方法，其包括：選擇具有一第一區及一第二區之一輻射結構，該第一區具有一第一組合物及一相關第一帶隙能，該第二區具有與該第一組合物不同之一第二組合物及比該第一帶隙能小之一相關第二帶隙能；及將該輻射結構定位成該第一區接近一輻射源以吸收具有一第一波長之輻射，且該第二區經定位以自第一材料接收能量且發出具有與該第一波長不同之一第二波長之能量。
    [24] 如請求項23之方法，其中定位該輻射結構包含將該輻射結構定位在一SSL裝置接近處。
    [25] 如請求項23之方法，其進一步包括：藉由以下操作而形成該輻射結構：選擇該第一區以吸收具有該第一波長之輻射且具有該第一組合物及該相關第一帶隙能；選擇該第二區以發出具有該第二波長之輻射且具有該第二組合物及該相關第二帶隙能；及佈置彼此相鄰且相對固定之第一及第二材料。
    [26] 如請求項25之方法，其中佈置該等第一及第二材料包含將該第一材料沈積在一基板上及將該第二材料沈積在該第一材料上。
    [27] 如請求項25之方法，其中佈置該等第一及第二材料包含將該第二材料沈積在該第一材料上。
    [28] 如請求項23之方法，其中佈置該等第一及第二材料包含將該等第一及第二材料定位在彼此相鄰處以便橫穿一軸，且其中選擇該第一區包含選擇該第一區以在沿該軸之一方向上具有一變窄帶隙能。
    [29] 一種用於操作一輻射結構之方法，其包括：在一固態輻射半導體結構之一第一區處接收一第一波長之輻射，該第一區具有一第一組合物、一相關第一帶隙能及一第一密度之電子及電洞；將電子及電洞自該第一區傳輸至該固態輻射半導體結構之一第二區以將該第二區處之一電子及電洞密度增大至比該第一密度高之一第二密度，該第二區具有一第二組合物及比該第一帶隙能小之一相關第二帶隙能；及在該第二區處組合該等電子及電洞以輻射具有與該第一波長不同之一第二波長之能量。
    [30] 如請求項29之方法，其中接收一第一波長之輻射包含接收一第一可見波長之輻射，且其中發出具有一第二波長之輻射包含發出具有一第二可見波長之輻射。
    [31] 如請求項29之方法，其中接收輻射包含自一固態照明裝置接收輻射。
    [32] 如請求項29之方法，其中傳輸電子及電洞包含透過具有一連續變動帶隙之該第一區之一部分而傳輸該等電子及電洞。
    [33] 如請求項29之方法，其中在該第二區處組合該等電子及電洞以輻射具有該第二波長之能量包含在一磷光體材料不存在之情況下輻射具有該第二波長之能量。
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