CN104868033B - 提升发光二极管亮度的结构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于二极管技术领域，旨在提供一种提升发光二极管亮度的结构；具体技术方案为：提升发光二极管亮度的结构，包括有源层，有源层的上层设置有第一限制层，第一限制层的上层设置有窗口层，有源层的下层一侧设置有第三反射层、第二反射层和第一反射层，第一反射层的下层设置有第二限制层，第二限制层的下层设置有提高粘合性的缓冲层，缓冲层的下层设置有基板，这种新型的组合式反射层结构可扩展反射波谱的半高宽，更大程度地将有源层的光反射出来，提升了工厂实际生产的稳定性，砷化铝和砷化镓铝两种材料交错的浓度可以扩展电流，提升发光效率。
Description
技术领域
本发明属于二极管技术领域，具体涉及一种亮度高的二极管结构。
背景技术
随着发光二极管技术的发展，从开始只能发出低亮度的红光，发展到可发出橘光、黄光等单色光，以及红外、紫外光，亮度也得到了很大提升，现发光二极管已广泛应用于照明、指示、显示和背光源。四元LED采用的GaAs基板与AGIP材料具有良好的晶格匹配，但是由于GaAs基板本身对红光具有严重吸光作用，影响发光二极管出光效率；不能出射的光在发光二极管内部被吸收，转化为热能，降低发光二极管内发光效率，缩短发光二极管寿命。采用倒装结构、透明衬底、倒金字塔结构等方法也有利于LED亮度的提高，但这些方法存在芯片制作工艺复杂，成本高等问题，现有一种可有效提高发光效率的结构为分布布拉格反射层（DBR）结构，这种结构是在GaAs衬底与有源层之间周期性交替生长两种折射率不同的材料，形成布拉格反射层，可以将射向衬底的光利用布拉格反射原理反射回发光二极体表面，通过改变布拉格反射层（DBR）结构的两种材料的厚度，可以反射不同波段的光。但是实际生产过程中，由于有机金属气相化学沉积设备的不稳定性，在生产一段时间后，布拉格反射层的两种材料厚度会发生变化，该厚度会直接影响其反射波段，严重影响实际生产过程的稳定性。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，旨在提供一种提升发光二极管亮度的结构。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
提升发光二极管亮度的结构，包括有源层，有源层为多层量子阱层，有源层的上层设置有第一限制层，第一限制层的上层设置有窗口层，有源层的下层一侧设置有第三反射层、第二反射层和第一反射层，第一反射层、第二反射层和第三反射层均可反射光波，第一反射层的下层设置有第二限制层，第二限制层的下层设置有提高粘合性的缓冲层，缓冲层的下层设置有基板。
有源层、第一反射层、第二反射层和第三反射层之间存有电子和空穴，电子和空穴在这四层之间运动发光，第一反射层、第二反射层和第三反射层均为砷化铝和砷化镓铝的混合层，三层反反射波长不同且交错浓度的布拉格反射层，可扩展布拉格反射层反射波谱的半高度，交错的浓度可以扩展电流。三层反射层中的AlxGa1-xAs组分不同，其中x代表铝的分子量，三层中的砷化镓铝分子量均不相同，其中，第一反射层的反射波长为λ1，第二反射层的反射波长为λ2，第三反射层的反射波长为λ0，λ1<λ0，λ2>λ0，三层反射层使用AlAs/AlxGa1-xAs(0.3<x<0.7)周期性地交替生长，在生产过程中对AlAs/AlxGa1-xAs(0.3<x<0.7)中的砷化铝和砷化镓铝两种材料进行不同浓度的掺杂，可以扩展电流使其均匀分布，提高发光效率。第一限制层为P型半导体层，第二限制层为N型半导体层，第一限制层与第二限制层共同组成PN结层，第一限制层与第二限制层用于阻挡夹设在它们之间的电子和空穴向外运动，保证发光量。
其中，作为优选地，窗口层为磷化镓层。
其中，作为优选地，缓冲层为砷化镓层，第二限制层与基板之间的粘结度不好，通过在第二限制层与基板之间夹设缓冲层，缓冲层改善了第二限制层与基板之间的结合效果。
其中，所述基板为砷化镓层。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
这种新型的组合式反射层结构可扩展反射波谱的半高宽，更大程度地将有源层的光反射出来，提升了工厂实际生产的稳定性；AlAs/AlxGa1-xAs(0.3<x<0.7)两种材料交错的浓度可以扩展电流，提升发光效率。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明的结构示意图。
图中：1为窗口层，2为第一限制层，3为有源层，4为第三反射层，5为第二反射层，6为第一反射层，7为第二限制层，8为缓冲层，9为基板。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明，附图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，提升发光二极管亮度结构，包括有源层3，有源层3为多层量子阱层，有源层3的上层设置有第一限制层2，第一限制层2的上层设置有窗口层1，有源层3的下层一侧设置有第三反射层4、第二反射层5和第一反射层6，第一反射层6、第二反射层5和第三反射层4均可反射光波，第一反射层6的下层设置有第二限制层7，第二限制层7的下层设置有提高粘合性的缓冲层8，缓冲层8的下层设置有基板9。
有源层3、第一反射层6、第二反射层5和第三反射层4之间存有电子和空穴，电子和空穴在这四层之间运动发光，第一反射层6、第二反射层5和第三反射层4均为砷化铝和砷化镓铝的混合层，三层反反射波长不同且交错浓度的布拉格反射层，可扩展布拉格反射层反射波谱的半高度，交错的浓度可以扩展电流。三层反射层中的AlxGa1-xAs组分不同，其中x代表铝的分子量，三层中的砷化镓铝分子量均不相同，其中，第一反射层6的反射波长为λ1，第二反射层5的反射波长为λ2，第三反射层4的反射波长为λ0，λ1<λ0，λ2>λ0，三层反射层使用AlAs/AlxGa1-xAs(0.3<x<0.7)周期性地交替生长，在生产过程中对AlAs/AlxGa1-xAs(0.3<x<0.7)两种材料进行不同浓度的掺杂，可以扩展电流使其均匀分布，提高发光效率。第一限制层2为P型半导体层，第二限制层7为N型半导体层，第一限制层2与第二限制层7共同组成PN结层，第一限制层2与第二限制层7用于阻挡夹设在它们之间的电子和空穴向外运动，保证发光量。
其中，作为优选地，窗口层1为磷化镓层。
其中，作为优选地，缓冲层8为砷化镓层，第二限制层7与基板9之间的粘结度不好，通过在第二限制层7与基板9之间夹设缓冲层8，缓冲层8改善了第二限制层7与基板9之间的结合效果。
其中，基板9为砷化镓层。
这种新型的组合式反射层结构可扩展反射波谱的半高宽，更大程度地将有源层3的光反射出来，提升了工厂实际生产的稳定性；AlAs/AlxGa1-xAs(0.3<x<0.7)两种材料交错的浓度可以扩展电流，提升发光效率。
上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (8)
1.提升发光二极管亮度的结构，其特征在于，包括有源层（3），所述有源层（3）的上层设置有第一限制层（2），所述第一限制层（2）的上层设置有窗口层（1），所述有源层（3）的下层一侧设置有第三反射层（4）、第二反射层（5）和第一反射层（6），所述第一反射层（6）、第二反射层（5）和第三反射层（4）均可反射光波，所述第一反射层（6）的下层设置有第二限制层（7），所述第二限制层（7）的下层设置有提高粘合性的缓冲层（8），所述缓冲层（8）的下层设置有基板（9）；
所述第一反射层、第二反射层和第三反射层均为砷化铝和砷化镓铝的混合层，三层反射层中的AlxGa1-xAs组分不同，三层中的砷化镓铝分子量均不相同；其中，第一反射层的反射波长为λ1，第二反射层的反射波长为λ2，第三反射层的反射波长为λ0，所述λ1<λ0，λ2>λ0；
所述x代表铝的分子量，0.3<x<0.7。
2.根据权利要求1所述的提升发光二极管亮度的结构，其特征在于，所述窗口层（1）为磷化镓层。
3.根据权利要求1所述的提升发光二极管亮度的结构，其特征在于，所述第一限制层（2）为P型半导体层。
4.根据权利要求1所述的提升发光二极管亮度的结构，其特征在于，所述第一反射层（6）、第二反射层（5）和第三反射层（4）均为砷化铝与砷化镓铝的混合层。
5.根据权利要求1所述的提升发光二极管亮度的结构，其特征在于，所述第二限制层（7）为N型半导体层。
6.根据权利要求1所述的提升发光二极管亮度的结构，其特征在于，所述缓冲层（8）为砷化镓层。
7.根据权利要求1所述的提升发光二极管亮度的结构，其特征在于，所述基板（9）为砷化镓层。
8.根据权利要求1所述的提升发光二极管亮度的结构，其特征在于，所述有源层（3）为多层量子阱层。
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