CN103378246A - 发光二极管的缓冲层结构 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种发光二极管的缓冲层结构，应用于一发光二极管结构，该发光二极管结构包含依序堆迭的一P型电极、一永久基板、一结合层、一缓冲层、一反射层、一P型半导体层、一发光层、一N型半导体层与一N型电极，且本发明的该缓冲层为复合材料，且该缓冲层的复合材料为至少二种材料元素构成，且于材料边界处彼此交融，据此由于该缓冲层中的复合材料没有明显的介面分隔，因而可以消除介面效应与材料间的应力，而提升发光二极管的发光效率与制造良率。
Description
技术领域
本发明是关于发光二极管，特别是关于提升发光效率与制造良率的发光二极管。
背景技术
请参阅「图1」所示，为一种已知垂直式发光二极管，其包含组成三明治结构的一N型半导体层1、一发光层2与一P型半导体层3，该P型半导体层3之下依序设置一反射层4(Mirror layer)、一缓冲层5(tension releaselayer)、一结合层6、一硅基板7与一P型电极8，而该N型半导体层1的表面可以粗化处理以增加光出射率，并供设置一N型电极9，据此于该N型电极9与该P型电极8施予电压后，该N型半导体层1可以提供电子，而该P型半导体层3提供电洞，该电子与该电洞于该发光层2结合后即可产生光。
请再参阅「图2」所示，为已知缓冲层5的细部结构图，其为两种不同材料且选自铂、镍、钛、钨、铜、铬、硅、铝的阻绝材料5A、5B，彼此交错堆迭而成，其主要作用是释放热应力与抗离子扩散，阻绝材料5A、5B的热膨胀系数为介于反射层4与结合层6之间，因而可以吸收热涨冷缩所产生的热应力。又阻绝材料5A、5B的物性稳定且致密，可阻挡离子扩散，避免发光二极管受到破坏。
然而，此已知缓冲层5结构，其为多层的阻绝材料5A、5B堆迭而成，因此阻绝材料5A、5B各层之间容易产生介面效应，会产生压电场效应而生成介面电荷，其会影响发光效率，降低发光二极管的发光效率，且阻绝材料5A与5B为两种不同材料因而会互相不匹配，如此降低了释放热应力的效果。
发明内容
本发明的主要目的在于揭露一种不会生成介面电荷与互相匹配的发光二极管缓冲层结构，可以消除介面效应，而提升发光二极管的发光效率与制造良率。
本发明为一种发光二极管的缓冲层结构，应用于一发光二极管结构，该发光二极管结构包含依序堆迭的一P型电极、一永久基板、一结合层、一缓冲层、一反射层、一P型半导体层、一发光层、一N型半导体层与一N型电极，本发明的该缓冲层为复合材料，且该缓冲层的复合材料为至少二种材料元素构成，且于材料边界处彼此交融。
所述的发光二极管的缓冲层结构，该缓冲层的复合材料包含一第一材料层与一第二材料层，且定义该缓冲层中相同深度的该第一材料层与该第二材料层的含量百分比分别为一第一材料比例与一第二材料比例，且该第一材料比例与该第二材料比例为互补且随着该缓冲层的深度改变而渐层变化。
所述的发光二极管的缓冲层结构，该第一材料比例的渐层变化的范围为趋近100％与趋近0％之间。
所述的发光二极管的缓冲层结构，该第一材料比例随该缓冲层的深度改变，且于趋近100％与趋近0％之间来回重复渐层变化。
所述的发光二极管的缓冲层结构，该缓冲层的复合材料为选自铂、镍、钛、钨、铬、铝、钨铜、钛化钨、硅化钨、氮化物、钨铜屏障与硅铝的组成。
据此，本发明的缓冲层的复合材料为没有明显介面分隔，亦即该缓冲层的复合材料之间不会产生介面效应，故可避免于该缓冲层内产生介面电荷，因此可排除介面电荷的影响，而提升发光二极管的发光效率，且由于彼此交融因而无材料不匹配的问题存在，借此提升制造良率。
附图说明
图1，为已知发光二极管结构图；
图2，为已知缓冲层结构图；
图3，为本发明实施于发光二极管结构图；
图4，为本发明第一实施例图；
图5，为本发明第一实施例成分比例图；
图6，为本发明第二实施例成分比例图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步的详细描述。
请再参阅「图3」所示，本发明为一种发光二极管的缓冲层结构，应用于一发光二极管结构100，该发光二极管结构100包含依序堆迭一P型电极10、一永久基板20、一结合层30、一缓冲层40、一反射层50、一P型半导体层60、一发光层70、一N型半导体层80与一N型电极90。
又请一并参阅「图4」与「图5」所示，本发明的该缓冲层40为复合材料，且该缓冲层40的复合材料为至少二种材料元素构成，且于材料边界处彼此交融，该缓冲层40可以包含一第一材料层41与一第二材料层42。为了方便说明该缓冲层40的该第一材料层41与该第二材料层42的关系，本发明可以定义该缓冲层40中相同深度的该第一材料层41与该第二材料层42的含量百分比分别为一第一材料比例411与一第二材料比例421，且本处要特别说明的是，该第一材料层41与该第二材料层42其实并没有明显的介面分别，本发明「图4」所绘制该第一材料层41与该第二材料层42为虚拟介面，并非实际的介面。
如「图5」所示，横轴刻度为该缓冲层40的深度，纵轴刻度为百分比，而两条曲线(分以虚线与实线表示)分别代表该第一材料比例411与该第二材料比例421，于本发明中，该第一材料比例411与该第二材料比例421可以为互补且随着该缓冲层40的深度改变而渐层变化。其中该第一材料比例411与该第二材料比例421为互补，其意思为该第一材料比例411与该第二材料比例421的总和为一定值(100％)，举例来说，若该第一材料比例411为50％，则该第二材料比例421为50％，若该第一材料比例411为20％，则该第二材料比例421为80％，若该第一材料比例411为0％，则该第二材料比例421为100％。
该第一材料比例411的渐层变化的范围可以为趋近100％与趋近0％之间，该第二材料比例421则依据该第一材料比例411而改变，其总和为一定值(100％)即可。且该第一材料比例411随该缓冲层40的深度改变，可以于趋近100％与趋近0％之间来回重复渐层变化，而形成多层堆迭结构。且该缓冲层40(即该第一材料层41与该第二材料层42)可以为选自铂、镍、钛、钨、铬、铝、钨铜、钛化钨、硅化钨、氮化物、钨铜屏障与硅铝的组成，其可以选择至少二种或是二种以上亦可。
又请一并参阅「图6」所示，为本发明的第二实施例，本发明并非一定要如同第一实施例一样，形成多层堆迭结构才可实现本发明目的，事实上堆迭结构不需要很多层，本发明只要该缓冲层40的复合材料于材料边界处彼此交融，即可避免产生介面效应，亦即可避免生成介面电荷，而维持发光二极管的发电效率，且也由于彼此交融因而无材料不匹配的问题存在，借此提升制造良率。
本发明的技术内容及技术特点已如上公开，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种发光二极管的缓冲层结构，应用于一发光二极管结构，该发光二极管结构包含依序堆迭的一P型电极、一永久基板、一结合层、一缓冲层、一反射层、一P型半导体层、一发光层、一N型半导体层与一N型电极，其特征在于：
该缓冲层为复合材料，且该缓冲层的复合材料为至少二种材料元素构成，且于材料边界处彼此交融。
2.根据权利要求1所述的发光二极管的缓冲层结构，其特征在于，该缓冲层的复合材料包含一第一材料层与一第二材料层，且定义该缓冲层中相同深度的该第一材料层与该第二材料层的含量百分比分别为一第一材料比例与一第二材料比例，且该第一材料比例与该第二材料比例为互补且随着该缓冲层的深度改变而渐层变化。
3.根据权利要求2所述的发光二极管的缓冲层结构，其特征在于，该第一材料比例的渐层变化的范围为趋近100％与趋近0％之间。
4.根据权利要求3所述的发光二极管的缓冲层结构，其特征在于，该第一材料比例随该缓冲层的深度改变，且于趋近100％与趋近0％之间来回重复渐层变化。
5.根据权利要求1所述的发光二极管的缓冲层结构，其特征在于，该缓冲层的复合材料为选自铂、镍、钛、钨、铬、铝、钨铜、钛化钨、硅化钨、氮化物、钨铜屏障与硅铝的组成。
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