CN101452976A - 高亮度发光二极管结构 - Google Patents

高亮度发光二极管结构 Download PDF

Info

Publication number
CN101452976A
CN101452976A CNA2007101947795A CN200710194779A CN101452976A CN 101452976 A CN101452976 A CN 101452976A CN A2007101947795 A CNA2007101947795 A CN A2007101947795A CN 200710194779 A CN200710194779 A CN 200710194779A CN 101452976 A CN101452976 A CN 101452976A
Authority
CN
China
Prior art keywords
type
algainp
electrode
island structure
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007101947795A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101452976B (zh
Inventor
郑香平
杨昌义
吴厚润
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taigu Photoelectric Sci & Tech Co Ltd
Tekcore Co Ltd
Original Assignee
Taigu Photoelectric Sci & Tech Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taigu Photoelectric Sci & Tech Co Ltd filed Critical Taigu Photoelectric Sci & Tech Co Ltd
Priority to CN2007101947795A priority Critical patent/CN101452976B/zh
Publication of CN101452976A publication Critical patent/CN101452976A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101452976B publication Critical patent/CN101452976B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明涉及一种高亮度发光二极管结构，利用一由n型磷化铝铟(AlInP)所形成高掺杂的岛状结构层，形成于该磷化铝镓铟(AlGaInP)半导体叠层结构部分表面用以形成电流阻隔，该岛状结构层被该p型窗口层所包覆，且位于该欧姆p电极下方，由此加强输入的电流流向非出光面电极所遮蔽的磷化铝镓铟半导体叠层区域，使电流分布达到最佳状态，进而提高发光二极管的发光效率。

Description

高亮度发光二极管结构
技术领域
本发明涉及一种高亮度发光二极管结构，涉及一种以n型磷化铝铟作为电流阻隔结构，加强输入的电流流向非出光面电极所遮蔽的磷化铝镓铟半导体叠层区域，由此使电流分布达到最佳状态，进而提高发光效率。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)的基本原理是通过电子与电洞的结合而产生光，就PN接面而言，在顺向偏压时，电子与电洞分别注入空乏区域(depletion region)，这些注入的电子与电洞相互结合，其能量即以光的形式放出。
且自从有机金属化学气相磊晶系统(Metal-Organic ChemicalVapor Deposition，MOCVD)技术的快速发展，普遍被应用在生长磷化铝镓铟(AlGaInP)的材料，并得到优良质量的结晶，因此已被用来大量生产高亮度的发光二极管。
在已知发光二极管的磷化铝镓铟(AlGaInP)双异质结构(doubleheterostructure，DH)中，包含形成于n型砷化镓(GaAs)基材上的n型AlGaInP束缚层(cladding layer)，形成于n型束缚层上的AlGaInP活性层(active layer)，以及形成于活性层上的p型AlGaInP束缚层。当改变在活性层中的铝(Al)与镓(Ga)的比例时，可应用于制造波长680nm至550nm之间的可见光区发光二极管。而在活化层两侧的束缚层，具有局限载子的功能，可提高发光二极管的发光效率。
如图1所示，已知技术中，如美国专利5,008,718号的发光二极管结构，该发光二极管的结构包括：一n型GaAs基材10、一n型AlGaInP束缚层11、一未掺杂的AlGaInP活性层12、一p型AlGaInP束缚层13、一窗户层14、以及一背面电极15和一正面电极16。其主要特点在于该p型AlGaInP束缚层13上长有一层电阻系数低、导电性佳且能隙大于该AlGaInP活性层12的窗户层14，由此使电流能均匀地扩散分布。其中该窗户层14的材料是砷化铝镓(AlGaAs)、磷砷化镓(GaAsP)或磷化镓(GaP)等。
上述结构虽然使电流能均匀分布以达到高质量AlGaInP发光二极管，但因为AlGaInP活性层12所产生的光将被该正面电极16遮蔽，降低发光效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种高亮度发光二极管结构，除了分布式布拉格反射层(Distributed Bragg Reflector，DBR)加强发光二极管的光的反射外，也以n型磷化铝铟(AlInP)作为电流阻隔结构，加强输入的电流流向非出光面电极所遮蔽的活性层区域，提高发光亮度。
为了实现上述目的，本发明提出一种高亮度发光二极管结构，其至少包括：由砷化镓(GaAs)所形成的n型基板，且该n型基板底面形成欧姆n电极。分布式布拉格反射层，其形成于该n型基板上。磷化铝镓铟(AlGaInP)半导体叠层结构，其形成于该分布式布拉格反射层上，用以回应电流的导通而产生光。由磷化镓(GaP)所形成的p型窗口层，其形成于该磷化铝镓铟(AlGaInP)半导体叠层结构上；欧姆p电极，形成于该p型窗口层上；以及由n型磷化铝铟(AlInP)所形成高掺杂的岛状结构层，其中磷化铝铟为Al0.5In0.5P，其形成于该磷化铝镓铟半导体叠层结构部分表面用以形成电流阻隔，被该p型窗口层所包覆，且该岛状结构层位于该欧姆p电极下方。
其中，该岛状结构层的掺杂材料选自硅(Si)及碲(Te)其中之一进行，具有1016～1020cm-3的n型掺杂程度，厚度在0.01～1μm之间，且该岛状结构层的边长长度为该欧姆p电极相对应边长的1/2至3/2倍。
本发明的优点在于除了分布式布拉格反射层加强发光二极管的光的反射外，也通过n型磷化铝铟作为电流阻隔结构，加强输入的电流流向非出光面电极所遮蔽的磷化铝镓铟(AlGaInP)半导体叠层区域，且该岛状结构层对应于出光面的欧姆p电极，且边长长度界于该欧姆p电极对应边长的1/2至3/2倍，由此使电流分布达到最佳状态，进而提高发光效率。
附图说明
图1为已知一种发光二极管的结构示意图。
图2为本发明的发光二极管的结构示意图。
具体实施方式
有关本发明的详细内容及技术说明，现以实施例来作进一步说明，但应了解的是，这些实施例仅为例示说明之用，而不应被解释为本发明实施的限制。
请参阅图2，本发明提出一种高亮度发光二极管结构，其至少包括：一由砷化镓(GaAs)所形成的n型基板100，且其底面形成一欧姆n电极150。一分布式布拉格反射层110，该分布式布拉格反射层110形成于该n型基板100上；该分布式布拉格反射层110一般可由AlxGa1-xAs/AlyGa1-yAs材料所构成，其中0≦x≦1，0≦y≦1，且x≠y。
一磷化铝镓铟(AlGaInP)半导体叠层结构120，形成于该分布式布拉格反射层110上，于发光二极管结构中用以响应电流的导通而产生光。其中该磷化铝镓铟半导体叠层结构120至少包含一由n型磷化铝铟镓所形成的n型束缚层121，该n型束缚层121形成于该分布式布拉格反射层110上；一由磷化铝铟镓所形成未掺杂的活性层122，该活性层122形成于该n型束缚层121上；一由p型磷化铝铟镓所形成的p型束缚层123，该p型束缚层123形成于该活性层122上。
实施上该n型基板100的厚度为100～300μm，该n型束缚层121是由5×1017～1020cm-3的掺杂程度且厚度在0.3～2μm之间的n型(AlxGa1-x)0.5In0.5P(0.5≦x≦1)所构成。该活性层122是由未掺杂程度且厚度小于1μm的(AlxGa1-x)0.5In0.5P(0≦x≦0.5)所形成的单层结构；或亦可由厚度小于3μm的(AlxGa1-x)1-yInyP/(Alx1Ga1-x1)1-y1Iny1P(0≦x≦0.5，0.4≦y≦0.6，与0.5≦x1≦1，0.4≦y1≦0.6)所形成的多重量子井结构。该p型束缚层123是由5×1016～1018cm-3的掺杂程度且厚度在0.3～2μm之间的p型(AlxGa1-x)0.5In0.5P(0.5≦x≦1)所构成。
然后形成一由n型磷化铝铟(AlInP)所形成高掺杂的岛状结构层140，其中磷化铝铟为Al0.5In0.5P，该岛状结构层140形成于该磷化铝镓铟半导体叠层结构120的p型束缚层123部分表面用以形成电流阻隔。然后再形成由p型磷化镓(GaP)所形成的一p型窗口层130，其形成于该磷化铝镓铟(AlGaInP)半导体叠层结构120的p型束缚层123上，且包覆该岛状结构层140。以及一欧姆p电极160，形成于该p型窗口层130上，且该岛状结构层140位于该欧姆p电极160下方。
其中，该岛状结构层140的掺杂材料选自硅(Si)及碲(Te)其中之一进行，用以使该岛状结构层140形成具有1016～1020cm-3的n型掺杂程度，厚度在0.01～1μm之间的n型AlxIn1-xP(0≦x≦1)所形成。且该岛状结构层140边长长度L2为该欧姆p电极160相对应边长长度L1的1/2至3/2倍，即(1/2)L1≦L2≦(3/2)L1。
本发明的主要特征在于，除了该分布式布拉格反射层110加强发光二极管的光的反射外，该磷化铝镓铟半导体叠层结构120与该p型窗口层130的接触面，被该p型窗口层130包覆的n型磷化铝铟(AlInP)所形成高掺杂的岛状结构层140，通过该n型磷化铝铟所形成的岛状结构层140作为电流阻隔结构，加强输入的电流流向非出光面电极(欧姆p电极160)所遮蔽的该磷化铝镓铟半导体叠层结构120的活性层122区域，用以集中电流，不浪费电流在被该欧姆p电极160所遮蔽的的发光区域上，用以提高发光二极管的发光亮度。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围。即凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。

Claims (5)

1.一种高亮度发光二极管结构，其特征在于，所述发光二极管结构至少包括：
n型基板(100)，其是由砷化镓所形成，且其底面形成欧姆n电极(150)；
分布式布拉格反射层(110)，其形成于所述n型基板(100)上；
磷化铝镓铟半导体叠层结构(120)，其形成于所述分布式布拉格反射层(110)上，用以回应电流的导通而产生光；
p型窗口层(130)，其是由磷化镓所形成，形成于所述磷化铝镓铟半导体叠层结构(120)上；
欧姆p电极(160)，形成于所述p型窗口层(130)上；以及
高掺杂的岛状结构层(140)，所述岛状结构层(140)是由n型磷化铝铟所形成，其中磷化铝铟为Al0.5In0.5P，其形成于所述磷化铝镓铟半导体叠层结构(120)部分表面用以形成电流阻隔，被所述p型窗口层(130)所包覆，且所述岛状结构层(140)位于所述欧姆p电极(160)下方。
2.根据权利要求1所述的高亮度发光二极管结构，其特征在于，所述岛状结构层(140)具有1016～1020cm-3的n型掺杂程度。
3.根据权利要求2所述的高亮度发光二极管结构，其特征在于，所述掺杂材料是选自硅(Si)及碲(Te)其中之一进行。
4.根据权利要求1所述的高亮度发光二极管结构，其特征在于，所述岛状结构层(140)厚度在0.01～1μm之间。
5.根据权利要求1所述的高亮度发光二极管结构，其特征在于，所述岛状结构层(140)的边长长度为所述欧姆p电极(160)相对应边长的1/2至3/2倍。
CN2007101947795A 2007-12-06 2007-12-06 高亮度发光二极管结构 Expired - Fee Related CN101452976B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007101947795A CN101452976B (zh) 2007-12-06 2007-12-06 高亮度发光二极管结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007101947795A CN101452976B (zh) 2007-12-06 2007-12-06 高亮度发光二极管结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101452976A true CN101452976A (zh) 2009-06-10
CN101452976B CN101452976B (zh) 2011-03-30

Family

ID=40735092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007101947795A Expired - Fee Related CN101452976B (zh) 2007-12-06 2007-12-06 高亮度发光二极管结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101452976B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102856453A (zh) * 2012-09-14 2013-01-02 合肥彩虹蓝光科技有限公司 具有布拉格反射结构的四元系led芯片
CN104037273A (zh) * 2014-06-10 2014-09-10 北京太时芯光科技有限公司 一种提高发光二极管出光效率的方法
WO2023019540A1 (zh) * 2021-08-20 2023-02-23 天津三安光电有限公司 微发光二极管及制备方法和显示面板

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2769924B1 (fr) * 1997-10-20 2000-03-10 Centre Nat Rech Scient Procede de realisation d'une couche epitaxiale de nitrure de gallium, couche epitaxiale de nitrure de gallium et composant optoelectronique muni d'une telle couche
JP4362905B2 (ja) * 1999-09-21 2009-11-11 富士ゼロックス株式会社 自己走査型発光装置、書き込み用光源および光プリンタ
US6627974B2 (en) * 2000-06-19 2003-09-30 Nichia Corporation Nitride semiconductor substrate and method for manufacturing the same, and nitride semiconductor device using nitride semiconductor substrate
KR100841269B1 (ko) * 2004-01-26 2008-06-25 쇼와 덴코 가부시키가이샤 Ⅲ족 질화물 반도체 다층구조물

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102856453A (zh) * 2012-09-14 2013-01-02 合肥彩虹蓝光科技有限公司 具有布拉格反射结构的四元系led芯片
CN102856453B (zh) * 2012-09-14 2016-03-30 合肥彩虹蓝光科技有限公司 具有布拉格反射结构的四元系led芯片
CN104037273A (zh) * 2014-06-10 2014-09-10 北京太时芯光科技有限公司 一种提高发光二极管出光效率的方法
WO2023019540A1 (zh) * 2021-08-20 2023-02-23 天津三安光电有限公司 微发光二极管及制备方法和显示面板

Also Published As

Publication number Publication date
CN101452976B (zh) 2011-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8124990B2 (en) Semiconductor light emitting device having an electron barrier layer between a plurality of active layers
JP6320486B2 (ja) 発光ダイオード
KR101386817B1 (ko) Ｌｅｄ 반도체 소자 및 그의 이용
US8008647B2 (en) Nitride semiconductor device with superlattice active layer including barrier layers with different energy band gaps
US20080315180A1 (en) Semiconductor light emitting device
US20100025652A1 (en) Multiple Quantum-Well Structure, Radiation-Emitting Semiconductor Base and Radiation-Emitting Component
US7528417B2 (en) Light-emitting diode device and production method thereof
KR101033298B1 (ko) 산화아연계 발광 다이오드
JP2010157735A (ja) 半導体発光素子
US20090146163A1 (en) High brightness light emitting diode structure
JP2010263085A (ja) 発光素子
US8164106B2 (en) AIGaInP light emitting diode
US20070082418A1 (en) Method for manufacturing a light emitting device and light emitting device made therefrom
CN101452976B (zh) 高亮度发光二极管结构
KR101011757B1 (ko) 발광 소자, 발광 소자의 제조방법 및 발광 소자 패키지
CN108604622B (zh) 发光器件和包括发光器件的发光器件封装
JP2006040998A (ja) 半導体発光素子、半導体発光素子用エピタキシャルウェハ
US20180261717A1 (en) Optoelectronic semiconductor chip and method for producing same
JP2006135215A (ja) 半導体発光素子の製造方法
JP5829014B2 (ja) 化合物半導体発光素子の製造方法
JP2003332619A (ja) 半導体発光素子
US20240136471A1 (en) Light-emitting device and light-emitting apparatus
TW200417066A (en) Semiconductor light emitting device and the manufacturing method thereof
WO2004070851A1 (en) Light-emitting diode device and production method thereof
JP2004103709A (ja) 半導体発光素子

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110330

Termination date: 20121206