CN1641889A - 发光二极管结构 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种发光二极管结构，包括：一基底；一n型第一束缚层形成于基底上；一第一n型电极形成于第一束缚层上一凹陷区域；一第一主动层形成于第一束缚层上；一p型第二束缚层形成于第一主动层上；一穿隧层形成于第二束缚层上；一n型第三束缚层形成于穿隧层上；一第二n型电极形成于n型第三束缚层上一凹陷区域；一第二主动层形成于第三束缚层上；一p型第四束缚层形成于第二主动层上；一p型第三电极形成于第四束缚层上。其中穿隧层可包括一超晶格穿隧层，可免除p型第二束缚层与n型第三束缚层之间具有整流特性的pn结合面的形成。电压可透过一第二n型电极，施加给p型第二束缚层。本发明可容易单独控制两不同波长的主动层，而可以达到任意配色的功效。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光二极管结构，特别是涉及一种具有超晶格(superlattices)穿隧层的三端pnpn串接式的发光二极管结构。
背景技术
近年来，利用含氮化镓的化合物半导体，如氮化镓(GaN)、氮化铝镓(GaAlN)、氮化铟镓(GaInN)等的发光二极管组件吸引许多人的目光。含氮三族化合物为一宽频带能隙的材料，其发光波长可以从紫外光一直含盖至红光，因此可说是几乎含盖整个可见光的波段。
由于现在制造工艺所使用的材料因素，无法造成发出全波段光束的白光二极管，所以只能以经由三原色混光，才可制造出发白光的发光二极管。而在目前现有技艺中，混光的方式有二至三种，一种方式是使用被动式混光方式，亦即使用单波长的发光二极管，以便于激发萤光粉。另外一种混光方式是为能量转换式混光方式，该方法与被动式混光方式相近，但是实际上则为在发光二极管成长之时，多增加成长一组到两组与主发光层不同波长的多层量子井(Multi quantum well，MQW)，但是额外的多层量子井的发光波长必须较原有的主发光层使用的波长较长或较短的波长，藉由主发光层的激发，可产生两种以上的波长，如此，不同颜色光混光之后，可以产生类似白光的发光二极管。另外一种混光方式是为主动式混光方式，亦即在主动发光层内设计两种以上不同发光波长的多层量子井或使用其它形式，以便藉由电流独立驱动产生不同发光波长的光源，如此即可产生类似白光的发光二极管。
在现有技艺中，有数种方式可以产生上述所述的主动式混光的发光二极管结构。图1是一现有习知常见的无法控制发光颜色的混光式发光二极管的结构示意图。
请参阅图1所示，此类型的发光二极管是形成在一基底10上，如Sapphire基底。基底10上依序为晶核层(nucleation layer)12与N型导电缓冲层(n-type conductive buffer layer)14，缓冲层14为N型的GaN，其目的用来使后续的长晶更加顺利与容易。缓冲层14的上为做为发光用的第一主动层(active layer)18，一般其上下会形成束缚层(confinementlayer)或称为包覆层(Cladding layer)16、20。一般而言，束缚层16、20的导电型是相反的，但是因为在束缚层的上另有做为发光用的第二主动层(active layer)22，其上下会有束缚层20、24，此时束缚层20、24的导电型是相反的，如图所示，现有习知的下束缚层16为N型掺杂的AlGaN，中束缚层20为N型的GaN，而上束缚层24为P型掺杂的AlGaN。之后，在上束缚层24之上形成接触层26，其为P型GaN。接着再形成阳极电极28。此外，在缓冲层14上与束缚层16、20、24及第一及第二主动层18、22隔离的区域上形成电极30，做为二极管的阴极电极。其中，第一主动层18为黄绿光的多量子井(multiple quantum well，MQW)材料，另外主动层22为发出蓝光的MQW材料。
依此结构，当外加顺向电压于二极管的阳极电极28与阴极电极30两者之间时，则由于第一主动层18与第二主动层22均通过此顺向电流，所以两主动层的发光亮度，无法被单独控制，使得无法得到纯的白光。在该传统式发光二极管的结构之下，因为二主动层的发光效率不同，所以无法得到适度的发光强度比例；亦即颜色补偿，以便于得到一接近白光的光束。
请参阅图2所示，是另一种现有习知常见的可控制发光强度的发光的三端二极管结构示意图。该类型的发光二极管是形成在一基底40上，如Sapphire基底。基底40上依序为晶核层42与N型导电缓冲层44，缓冲层44为N型的GaN，其目的用来使后续的长晶更加顺利与容易。缓冲层44之上为做为发光用的第一主动层48，一般其上下会形成束缚层46、50。束缚层46、50的导电型是相反的，在束缚层50之上有发光用的第二主动层52，其上下会有束缚层50、52，此时束缚层50、54的导电型亦为相反的，如图所示，现有习知的下束缚层46为N型掺杂的AlGaN，中束缚层50为P型的AlGaN，而上束缚层54为N型掺杂的AlGaN。之后，在上束缚层54之上形成接触层56，此时为N型GaN。接着形成一第一N型电极58。此外，在缓冲层44上与束缚层46、50及第一主动层48隔离的区域上形成第二N型电极60。在束缚层50上与束缚层54及第二主动层52隔离的区域上形成P型电极62。
图2所示为一npn结构的三端组件，其优点为每个主动层发光强度可单独控制，例如可以在P型电极62与第二N型电极60施行顺向电压，以便于控制第一主动层48的发光强度，或是在P型电极62与第一N型电极58施行顺向电压，以便于控制第二主动层52的发光强度，如此将可调整两组发光层的发光强度以混合出近似的白光。
但是该结构的缺点为：具有低接触电阻的p型电极接触点的形成是一大挑战，因为P型电极62需形成于P型束缚层50上，其一般需经由电浆干蚀刻(plasma dry etching)技术使其暴露出，而后形成P形电极。但经过电浆离子(plasma)的冲击，p型表面很容易受到破坏(damage)，以致于受离子蚀刻后的p型表面很难形成有好的欧姆接触的接触点。故会使得组件的操作电压大大提高，进而影响发光效率以及组件的可靠度。
同时在上述结构中，束缚层50同时也为P型电极62的接触层，其是为P型掺杂的GaN或AlGaN层，其掺杂元素例如为Mg，Zn，Cd，Be等二价的元素。这些杂质在GaN中的活化能相当大，故要形成高载子浓度的P型掺杂接触层相当不容易。此外，P型掺杂的主要载子为电洞，其有效质量(effective mass)比电子大，因此载子的穿透性很差，故P型接触层50与阳极电极62之间的欧姆接触特性变得相当差，尤其是当束缚层50是含铝的AlGaN层时，上述的情形会更加严重。
综合以上所述，使用多个多层量子井发出不同波长的光束，将多个光束混合之后，可得发出接近白光光束的发光二极管结构。但是以现有技艺而言，依据图1与图2所述的例证，前一例证使用二极管的pn结构，无法个别控制两不同波长的发光的主动层，如此无法补偿因制造所造成的不平衡现象，减少达成发出正常白光的发光二极管的可能性。而后一例证，虽然使用npn结构的构造，可以单独控制两不同波长主动层的发光亮度，但因为在目前的制造工艺上，低接触电阻的电极架构于p型GaN半导体层有其一定程度的制造困难，特别是形成p型电极在经过电浆离子plasma的冲击后的p型表面上更是困难。
由此可见，上述现有的发光二极管结构仍存在有缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决发光二极管结构存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的发光二极管结构存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新型的发光二极管结构，能够改进一般现有的发光二极管结构，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的发光二极管结构存在的缺陷，而提供一种新型的发光二极管结构，所要解决的技术问题是使其提供一种具有穿隧层，例如短周期超晶格应力层(short-period strained layersuperlattices，SPS)穿隧层，三端pnpn串接式可控制发光强度的发光二极管结构，可以容易单独控制两不同波长的主动层，进而可以达到任意配色的目的，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种发光二极管结构，其包括：一基底；一第一束缚层，位于该基底上，含有一N型掺杂物；一第一电极，位于该第一束缚层上；一第一主动层，位于该第一束缚层上，经激发可发出一第一色光；一第二束缚层，位于该第一主动层之上，含有P型掺杂物；一穿隧层，位于该第二束缚层之上；一第三束缚层，位于该穿隧层之上，含有一N型掺杂物；一N型第二电极，位于该第三束缚层的一凹陷区域；一第二主动层，位于该第三束缚层上，经激发可发出一第二色光；一第四束缚层，位于该第二主动层之上，含有一P型掺杂物；以及一P型第三电极，位于该第四束缚层之上。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的发光二极管结构，其中所述的穿隧层包括一超晶格穿隧层。
前述的发光二极管结构，其中所述的穿隧层包括N-型的AlyInxGal-x-yN。
前述的发光二极管结构，其中所述的基底的材料至少包括氧化铝(sapphire)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、硅(Si)基底、磷化镓(GaP)与砷化镓(GaAs)的群组其一。
前述的发光二极管结构，其中所述的该些主动层具有量子井结构。
前述的发光二极管结构，其中所述的主动层的材料包括一掺杂的以三-五族元素为主的半导体量子井(quantum well)结构。
前述的发光二极管结构，其中所述的第一电极，第二电极，与该三电极经适当施加电压，以控制该第一色光与该第二色光的强度比例，以达到接近白光。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种发光二极管结构，其包括：一基底；一第一pn发光二极管结构层位于该基底上，可发出一第一色光，其中又包括一n型第一电极；一第二pn发光二极管结构层，在该第一pn发光二极管结构层上方可发出一第二色光，其中又包括一n型第二电极与一p型第三电极；以及至少一穿隧层，介于该该第一pn发光二极管结构层与该第二pn发光二极管结构层之间，以消除之间具整流特性的pn接合面。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的发光二极管结构，其中所述的穿隧层是为超晶格穿隧层。
前述的发光二极管结构，其中所述的穿隧层包括N-型的AlyInxGal-x-yN。
前述的发光二极管结构，其中所述的第一电极，第二电极，与该三电极经适当施加电压，以控制该第一色光与该第二色光的强度比例，以达到接近白光。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种发光二极管结构，其包括：一基底；一第一pn发光二极管结构层位于该基底上，可发出一第一色光，其中又包括一n型第一电极；一第一穿隧层，位于该第一pn发光二极管结构层上；一n型束缚层，位于该第一穿隧层上；一n型第二电极，形成于该n束缚层的一凹陷部分；一第二穿隧层，位于该n型束缚层上方；以及一第二pn发光二极管结构层，在该第二穿隧层上方，可发出一第二色光，其中又包括一n型第三电极。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种发光二极管结构，其包括：一基底；一n型束缚层，位于该基底上；一n型第一电极，位于该n型束缚层的一凹陷部分；一穿隧层，位于该n型束缚层上；一第一pn发光二极管结构层位于该穿隧层上，可发出一第一色光，其中又包括一n型第一电极于一n型层上；一第二pn发光二极管结构层，位于该第一pn发光二极管结构层上，可发出一第二色光，其中该第二pn发光二极管结构层与该第一pn发光二极管结构层共享该n型层；以及一p型第三电极，设置于该第二pn发光二极管结构层上。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种发光二极管结构，其包括：一基底；一第一pn发光二极管结构层与一第二pn发光二极管结构层，相互连接位于该基底上，其中又配置三个操作电极；至少一穿隧层，位于该第一pn发光二极管结构层与一第二pn发光二极管结构层之中，用以经由该些三个操作电极的至少其一n型电极，施加一正电压给该些发光二极管结构层的至少一p型层。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种发光二极管结构，其包括：一基底；复数个pn发光二极管结构层，串结形成于该基底上，其中该些pn发光二极管顺向或逆向串结，又配置复数个个操作电极，其中该些电极包括至少二n型电极；至少一穿隧层，位于该些pn发光二极管结构层之中，以使允许该些n型电极的至少其一，可施加一正电压给该些pn发光二极管结构层的一p型层。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的发光二极管结构，其中更包括一n型束缚层，位于该穿隧层与该些n型电极之间，以施加该正电压给该些pn发光二极管结构层的该p型层。
前述的发光二极管结构，其中所述的该些pn发光二极管结构层包括二个pn发光二极管结构层。
前述的发光二极管结构，其中所述的该些pn发光二极管结构层包括三个pn发光二极管结构层。
前述的发光二极管结构，其中所述的该些操作电极的数量为四个。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下：
本发明提出一种发光二极管结构，以掺杂的SPS穿隧层结构来做为二极管间的穿隧层，该穿隧层的材料为超晶格应力层，以便于可形成高浓度(高导电率)的N型半导体层介于两组不同发光波长的发光二极管间，进而达到连结发光层并个别控制其发光强度。然而，由于穿隧层的效应，其没有具整流特性的pn接合面(pn junction)的存在，电压可由N型电极直接施加于二极管的P型半导体层上。
本发明是提出一种发光二极管结构，其利用掺杂的SPS穿隧层结构来做为二极管间的穿隧层，辅以适当的N型半导体层与N型电极，而可用以增加产品的发光效率及降低操作电压。
本发明是提出一种发光二极管结构，以掺杂的SPS穿隧层结构来做为二极管间的穿隧层，N型电极更可以与接触层具有同一导电型的材料，而可以消除P型电极与接触层之间的接合面问题。
本发明是提出一种发光二极管结构，在发光层上下束缚层均为极性相反的掺杂层，所以只要连接发光层上下的束缚层，即可控制发光层的发光强度。
本发明是提出一种发光二极管结构，其使用掺杂的SPS穿隧层结构来做为二极管间的穿隧层，将可由N型电极连接N型束缚层，经过该穿隧层之后，即可连接到P型束缚层，而可达到控制该P型束缚层相关的发光层的目的。
本发明是提出一种发光二极管结构，其使用掺杂的SPS穿隧层结构，具有低电阻特性，同时在SPS穿隧层结构中，可以不顾及其导电型的材料，故可与P型半导体层或N型半导体层均不存在具整流特性的pn接合面(pnjunction)效应，故可以以三个电极，轻易地个别控制两个发光层的发光强度。
本发明所揭露的发光二极管结构，其结构简述如下：
一种发光二极管结构，包括一基底。一n型第一束缚层形成于该基底上。一第一n型电极形成于该第一束缚层上一凹陷区域。一第一主动层形成于第一束缚层上。一p型第二束缚层形成于第一主动层上。一穿隧层形成于第二束缚层上。一n型第三束缚层形成于穿隧层上。一第二n型电极形成于该n型第三束缚层上一凹陷区域。一第二主动层形成于第三束缚层上。一p型第四束缚层形成于第二主动层上。一p型第三电极形成于第四束缚层上。
上述结构中，穿隧层可免除p型第二束缚层与n型第三束缚层之间的pn结合面的形成。电压可透过一第二n型电极，施加给p型第二束缚层。而穿隧层可包括一超晶格穿隧层。
上述结构中，第一束缚层与第二束缚层控制第一主动层使其发出第一光，例如蓝光。第三束缚层与第四束缚层控制第二主动层使其发出第二光，例如黄绿光。
综上所述，本发明特殊的发光二极管结构，提供了一种具有穿隧层，例如短周期超晶格应力层(short-period strained layer superlattices，SPS)穿隧层，三端pnpn串接式可控制发光强度的发光二极管结构，可以容易单独控制两不同波长的主动层，进而可以达到任意配色的目的，从而更加适于实用。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在结构上或功能上皆有较大改进，在技术上有较大进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的发光二极管结构具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是一现有常见的无法控制发光颜色的混光式发光二极管结构示意图。
图2是另一现有常见的可控制发光颜色的发光二极管结构示意图。
图3是根据本发明的可控制发光颜色的发光二极管结构示意图。
图4是本发明的发光二极管的组件传导机制示意图。
图5-图7是本发明的发光二极管的其它设计实施例示意图。
10：基底 12：晶核层
14：导电缓冲层 16、20、24：束缚层
18：第一主动层 22：第二主动层
26：接触层 28：阳极电极
30：阴极电极
40：基底 42：晶核层
44：导电缓冲层 46、50、54：束缚层
48：第一主动层 52：第二主动层
56：接触层 58：第一N型电极
60：第二N型电极 62：P型电极
100：基底 110：第一束缚层
120：第一主动层 130：第二束缚层
140：穿隧层 150：第三束缚层
160：第二主动层 170：第四束缚层
180：P型电极 210：第一N型电极
200：第二N型电极
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的发光二极管结构其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
本发明发光二极管结构，主要是利用SPS穿隧层作为N型与P型半导体层之间的穿隧层，可利用SPS穿隧层介于N型与P型半导体层间可消除具整流特性的pn接合面的特性。如此可在N型半导体施加一电压，透过该穿隧层，在P型半导体层施加一正电压。这效应相等于直接在P层半导体层上施加一正电压，但是却没有使用于P型半导体层形成的P型电极。如此可以避免因电浆蚀刻所产生的蚀刻破坏，进而造成不良的欧姆接触的现象的发生。
请参阅图3所示，是根据本发明构成的可控制发光颜色的发光二极管的结构示意图。一种具有SPS穿隧层的三端pnpn串接式可控制发光颜色的发光二极管结构，其架构于一基底100上，该基底可以是蓝宝石(sapphire)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、硅(Si)基底、磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)、氧化铝(Al2O3)等或其它适用的基底材料。
在基底100上有不同发光波长的二主动层120、160，其可以由材料为含氮化镓的III-N族元素氮化合物所构成。而在本实施例中主动层120、160的材料可以为不经掺杂或掺杂的AlaInbGa1-a-bN/AlxInyGa1-x-yN(a，b≥0；0≤a+b＜1；x，y≥0；0≤x+y＜1；x＞a)量子井(quantum well)结构，其掺杂物可以为N型或P型，而N型或P型掺杂物的选用为熟悉半导体业此技艺者所知悉，故在此便不再加以赘述。
通常主动层结构是位于上束缚层与下束缚层之间，同时上束缚层与下束缚层的导电型是相反。基底100的上方形成有n型第一束缚层110，且可当作导电缓冲层。第一束缚层110的材料例如n型掺杂的氮化镓材料。一n型第一电极210形成于第一束缚层110的一凹陷区域。第一主动层120形成于第一束缚层110上非凹陷的其它区域。第一主动层120为具有多重量子井的材料，例如AlaInbGa1-a-bN/AlxInyGa1-x-yN(a，b≥0；0≤a+b＜1；x，y≥0；0≤x+y＜1；x＞a)的化合物，可发出蓝光。一p型第二束缚层130形成于主动层120上。第二束缚层130的材料例如p型掺杂的氮化镓材料。
一穿隧层140，例如为一N++-InxGa1-xN/InyGa1-yN(0＜x＜1；0≤y≤1；x＞y)的SPS穿隧层，或是N++-InxGa1-xN(0＜x＜1)的穿隧层。一n型第三束缚层150形成于穿隧层140上。该穿隧层140是本发明的重要特征之一。依据本发明，该穿隧层是由具有极高载子(carrier)浓度的III-N族元素材料所构成，例如可以是SPS穿隧层140。其中SPS穿隧层140的材料例如为含氮化镓的III-N族元素化合物的材料，例如AluInvGa1-u-vN/AlxInyGa1-x-yN SPS(u，v≥0；0≤u+v≤1；x，y≥0；0≤x+y＜1；x＞u)。而该SPS穿隧层140是采用所谓的调变掺杂(modulation doping)以得到良好的接口特性及高载子浓度。
穿隧层140介于p型第二束缚层130与n型第三束缚层150之间。请参阅图4所示，其穿隧效应可使n型载子穿透到达p型材料，因此不会有具整流特性的pn接合面产生，也因此电压可施加于p型材料。此特征使得第三束缚层150可以形成良好的n型第二电极200。
第三束缚层150经电浆蚀刻形成一凹陷区域，而n型第二电极200则形成于第三束缚层150上的凹陷区域。由于第三束缚层150是n型氮化镓材料，就形成n型欧姆接触电极而言，其表面较不受电浆蚀刻破坏的影响，故可与n型第三束缚层150会有良好的欧姆接触。而由于穿隧层140的作用，其允许透过n型第三束缚层150，对应于第一n型电极210施加一正电压给p型第二束缚层130。因此，本发明的结构可有良好的电极欧姆接触电极，又可适当对二极管施加电压，而可以达到调整白光色度的功能。
接着，一第二发光主动层160形成于第三束缚层150上。第二主动层160例如可发出黄绿光的多重量子井材料。一p型第四束缚层170形成于第二发光主动层160之上。又，一p型第三电极180形成于第四束缚层170之上。
上述的一些束缚层，一般是由氮化镓所形成，而仅不同的掺杂。材料的选择是熟悉此技艺者熟之。然而，本发明特别提出n型第三束缚层150配合穿隧层140的结合，以解决因电浆蚀刻，在传统上有p型电极接触不良的问题。另外又没有具整流特性的pn接合面产生，而不影响施加电压的特性。
根据图3所示的结构，本发明的特征是具有pnpn串接的半导体层，而发光的主动层均位于pn束缚层之间，故在pn半导体层上的电极，施加顺向电压，将可控制发光强度。
本发明的另一特征是在不同组的n型半导体层与p型半导体层间长有一SPS穿隧层为穿隧层，如此一来n型半导体层上可长有n型电极，施加正电压于该n型电极上，该电压将透过穿隧层，直接施加于p型半导体层上，可控制p型半导体相关的主动层发光强度。如此可以避免因p型半导体层表面受电浆蚀刻破坏的影响而造成p型电极将有高接触电阻的问题。
根据本发明的发光的pnpn结构，其中该第一电极为n型，该第二电极为n型，与该三电极为p型，经适当施加电压，以控制第一主动层发出第一色光与控制第二主动层发出第二色光的强度比例，以达到接近白光。除此之外，根据本发明的技术实质精神，利用一穿隧层连接两和或三个发不同波长的发光二极管结构层，经适当的电压驱动可以达到控制发光颜色的目的。
又，根据上述穿隧层特性的应用，图3所示的pnpn发光二极管结构，可例如改变设计成为如图5、图6及图7所示的结构皆为较佳的实施例。
请参阅图5所示，一种发光二极管结构，其包括：一基底100。一第一pn发光二极管结构层(110+120+130)位于该基底100上，可发出一第一色光，其中又包括一n型第一电极210。一第一穿隧层140，位于该第一pn发光二极管结构层上。一n型束缚层150，位于该第一穿隧层140上。一n型第二电极200，形成于该n束缚层150的一凹陷部分。一第二穿隧层152，位于该n型束缚层150上方。一第二pn发光二极管结构层(154+160+172)，在该第二穿隧层152上方，可以发出一第二色光，其中又包括一n型第三电极180。
又，请参阅图6所示，一种发光二极管结构，其包括：一基底100。一n型束缚层110，位于该基底100上。一n型第一电极210，位于该n型束缚层110的一凹陷部分。一穿隧层140，位于该n型束缚层110上。一第一pn发光二极管结构层(142+120+150)位于该穿隧层140上，可发出一第一色光，其中又包括一n型第一电极200在其一n型层150上。一第二pn发光二极管结构层(150+160+170)，位于该第一pn发光二极管结构层上，可发出一第二色光，其中该第二pn发光二极管结构层与该第一pn发光二极管结构层共享该n型层150。一p型第三电极180，设置于该第二pn发光二极管结构层上的p型层170。
请参阅图7所示，一种发光二极管结构，其包括：一基底700。一第一pn发光二极管结构层(710+720+730)位于该基底700上，可以发出一第一色光，例如蓝光。其中又包括一n型第一电极820。一第一穿隧层740，位于该第一pn发光二极管结构的p型束缚层730上。一n型接触层750，位于该第一穿隧层740上。一n型第二电极830，形成于该n型接触层750的一凹陷部分。一第二穿隧层742，位于该n型接触层750上方。一第二pn发光二极管结构层(760+770+780)，在该第二穿隧层742上方，可发出一第二色光，例如绿光。其中又包括一n型第三电极840形成于该n型束缚层780的一凹陷部分。一第三pn发光二极管结构层(780+790+800)，位于该第二pn发光二极管结构层上，可发出一第三色光；例如红光。其中该第三pn发光二极管结构层与该第二pn发光二极管结构层共享该n型束缚层780。一p型第四电极810，设置于该第三pn发光二极管结构层上的p型层800。
就本发明的特征而言，只要在二或三个pn发光二极管结构层之中，利用至少一穿隧层，位于该第一pn发光二极管结构层与一第二pn发光二极管结构层及第三pn发光二极管结构层之中，用以经由三或四个操作电极的至少其一n型电极，施加一正电压给该些发光二极管结构层的至少一p型层即可。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (19)
1、一种发光二极管结构，其特征在于其包括：
一基底；
一第一束缚层，位于该基底上，含有一N型掺杂物；
一第一电极，位于该第一束缚层上；
一第一主动层，位于该第一束缚层上，经激发可发出一第一色光；
一第二束缚层，位于该第一主动层之上，含有P型掺杂物；
一穿隧层，位于该第二束缚层之上；
一第三束缚层，位于该穿隧层之上，含有一N型掺杂物；
一N型第二电极，位于该第三束缚层的一凹陷区域；
一第二主动层，位于该第三束缚层上，经激发可发出一第二色光；
一第四束缚层，位于该第二主动层之上，含有一P型掺杂物；以及
一P型第三电极，位于该第四束缚层之上。
2、根据权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于其中所述的穿隧层包括一超晶格穿隧层。
3、根据权利要求2所述的发光二极管结构，其特征在于其中所述的穿隧层包括N-型的AlYInxGa1-x-yN。
4、根据权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于其中所述的基底的材料至少包括氧化铝(sapphire)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、硅(Si)基底、磷化镓(GaP)与砷化镓(GaAs)的群组其一。
5、根据权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于其中所述的该些主动层具有量子井结构。
6、根据权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于其中所述的主动层的材料包括一掺杂的以三-五族元素为主的半导体量子井(quantumwell)结构。
7、根据权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于其中所述的第一电极，第二电极，与该三电极经适当施加电压，以控制该第一色光与该第二色光的强度比例，以达到接近白光。
8、一种发光二极管结构，其特征在于其包括：
一基底；
一第一pn发光二极管结构层位于该基底上，可发出一第一色光，其中又包括一n型第一电极；
一第二pn发光二极管结构层，在该第一pn发光二极管结构层上方可发出一第二色光，其中又包括一n型第二电极与一p型第三电极；以及
至少一穿隧层，介于该该第一pn发光二极管结构层与该第二pn发光二极管结构层之间，以消除之间具整流特性的pn接合面。
9、根据权利要求8所述的发光二极管结构，其特征在于其中所述的穿隧层是为超晶格穿隧层。
10、根据权利要求8所述的发光二极管结构，其特征在于其中所述的穿隧层包括N-型的AlYInXGa1-x-yN。
11、根据权利要求8所述的发光二极管结构，其特征在于其中所述的第一电极，第二电极，与该三电极经适当施加电压，以控制该第一色光与该第二色光的强度比例，以达到接近白光。
12、一种发光二极管结构，其特征在于其包括：
一基底；
一第一pn发光二极管结构层位于该基底上，可发出一第一色光，其中又包括一n型第一电极；
一第一穿隧层，位于该第一pn发光二极管结构层上；
一n型束缚层，位于该第一穿隧层上；
一n型第二电极，形成于该n束缚层的一凹陷部分；
一第二穿隧层，位于该n型束缚层上方；以及
一第二pn发光二极管结构层，在该第二穿隧层上方，可发出一第二色光，其中又包括一n型第三电极。
13、一种发光二极管结构，其特征在于其包括：
一基底；
一n型束缚层，位于该基底上；
一n型第一电极，位于该n型束缚层的一凹陷部分；
一穿隧层，位于该n型束缚层上；
一第一pn发光二极管结构层位于该穿隧层上，可发出一第一色光，其中又包括一n型第一电极于一n型层上；
一第二pn发光二极管结构层，位于该第一pn发光二极管结构层上，可发出一第二色光，其中该第二pn发光二极管结构层与该第一pn发光二极管结构层共享该n型层；以及
一p型第三电极，设置于该第二pn发光二极管结构层上。
14、一种发光二极管结构，其特征在于其包括：
一基底；
一第一pn发光二极管结构层与一第二pn发光二极管结构层，相互连接位于该基底上，其中又配置三个操作电极；
至少一穿隧层，位于该第一pn发光二极管结构层与一第二pn发光二极管结构层之中，用以经由该些三个操作电极的至少其一n型电极，施加一正电压给该些发光二极管结构层的至少一p型层。
15、一种发光二极管结构，其特征在于其包括：
一基底；
复数个pn发光二极管结构层，串结形成于该基底上，其中该些pn发光二极管顺向或逆向串结，又配置复数个个操作电极，其中该些电极包括至少二n型电极；
至少一穿隧层，位于该些pn发光二极管结构层之中，以使允许该些n型电极的至少其一，可施加一正电压给该些pn发光二极管结构层的一p型层。
16、根据权利要求15所述的发光二极管结构，其特征在于其中更包括一n型束缚层，位于该穿隧层与该些n型电极之间，以施加该正电压给该些pn发光二极管结构层的该p型层。
17、根据权利要求15所述的发光二极管结构，其特征在于其中所述的该些pn发光二极管结构层包括二个pn发光二极管结构层。
18、根据权利要求15所述的发光二极管结构，其特征在于其中所述的该些pn发光二极管结构层包括三个pn发光二极管结构层。
19、根据权利要求18所述的发光二极管结构，其特征在于其中所述的该些操作电极的数量为四个。
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