TW573374B - Light-emitting device having high-resistance buffer layer - Google Patents

Light-emitting device having high-resistance buffer layer Download PDF

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Description

573374 五、發明說明α) -- 發明技術領土或 本發日f係有關於一種發光元件，特別是有關於一種具·有高 電阻緩衝層之發光元件。 先前技術
Fletcher等人於美國專利號5, 〇〇8, 7 18之專利中提出一種 务光一極體結構1，如圖1所示。其包含電極底層1 0、n型 G^As基板12、A1GaInP雙異質結構14、p型Gap窗戶層16及 電極頂層18。上述之A1GaInP雙異質結構14包含η型 AhGalnP 束縛底層^、A1GaInP 活性層142 及p sA1GaInp 束 縛頂層144。窗戶層16可以選用低電阻之材質，使得電流 可以達到均勻分散。 前述之先前技藝利用摻雜高載子濃度之材質形成該具有低 電阻值之窗戶4 ’使得電流可以均勻分散，然而卻使得由 活性層產生之部分光線被窗戶層吸收，減少發光元件之亮 度。 在頒予Bi ing-jye Lee等人之美國專利第5, 789, 768號〔立 申請人與本案相同〕中，揭露如圖2顯示之發光二極體構、 造，其中由η型GaAs構成之半導體基板22形成於η型後電極 2〇上，半導體基板22上形成多層之布拉格反射層23，此多 層布拉格反射層23宜由AlGalnP或A1GaAs等系列材料構 成。積層結構24形成於反射層23上，此積層結構24中包含 由AlGalnP構成之η型底部束缚層24〇、A1GaInp構成之活性 層2 42、及由AlGalnP構成之p型頂部束缚層244。一層p型
第5頁 573374 五、發明說明（2) 窗戶層26形成於頂部束缚層244上，此窗戶層26宜由gap、 GaAsP、GaInP、或AlGaAs等透明材料構成。一層p型接觸 層27形成於窗戶層26上，此接觸層27宜由GaP、GaAsP、
Ga I nP、或Ga As等材料構成。一層透明導電層28形成於接 觸層27上’且延伸至接觸層27之中央中空部分，並與窗戶 層2 6接觸而形成蕭基障礙，此導電層2 8宜由氧化銦錫、氧 化編錫、氧化銻錫、氧化鋅或氧化辞錫等透明材料構成。 一 P型前電極29形成於導電層28上。 此先前技藝發光二極體之特徵在於導電層2 8與接觸層 2 7、之接觸面形成歐姆接觸，而導電層28與窗戶層26之接觸 两形成蕭基卩早礙，因而自前電極29送出之電流，在導電層 28中分佈開後，通過該歐姆接觸，但不通過該蕭基障礙， 向下机經接觸層2 7、窗戶層2 6至活性層2 4 2中，與來自後 電極1 0之電流遭遇，而產生發光作用。 在此先刚技勢發光二極體中，雖然能夠控制自前電極2 9送 出之電流通過該歐姆接觸，但不通過該蕭基障礙，因而能 夠減小在刖電極29正下方之電流與發光作用，達到電流阻 2丄以避免前電極29遮蔽光線之不良效果。惟在其電流流 =固戶層26時，由於窗戶層低電阻之特性，因此分散開之 =机’在經過低電阻窗戶層時又向前電極2 g正下方之窗戶 二=流’使得該先前技藝之減小在前電極29正下方之電流 =X光作用，避免岫電極2 9遮蔽光線之電流阻隔目的喪 夭0
573374
五、發明說明（3) 發明内容 本案發明人於思考如何解決前述之問題 ^ 種具有高電阻缓衝層之發光元件，藉由於人§忍為若提供一 性，來減低分散後之電流於緩衝層^水=衝層高電阻之特 電流向前電極正下方之緩衝層擴散，而方向擴散，避免 之目的，進而提高發光元件亮度之增進功，維持電流阻隔 另外’本毛月之向電阻緩衝層由於 此具有較佳之透光性，可避免由活性層產= 士較低、，因 衝層時被吸收，以提高發光元件之亮度。 光在通過緩 發明概要 因而，本發 '月之一目的在於提供一種具有高電阻緩衝 層之發光兀件，精由緩衝層高電阻之特性，來減低分散後 之電流於緩衝層中水平方向擴散，避免電流向前電極正下 方之緩衝層擴散，而達到維持電流阻隔之目的，進而提高 發光元件亮度之增進功效。 本發明之另一目的在於提供一種具有高電阻緩衝層之 發光元件’藉由該南電阻緩衝層具有較佳之透光性，以提 高發光元件亮度之目的。 為達此目的’本發明提供了 ^一種具有南電阻緩衝層之 發光元件，其包含一第一電極；一半導體基層，形成於該 第一電極上；一第一束缚層，形成於該半導體基層上；一 活性層，形成於該第一束缚層上；一第二束缚層，形成於
573374 五、發明說明（4) 該活性層上；一高電阻緩衝層，形成於該第二束缚層上， 其中緩衝層之電阻大於第二束缚層之電阻；一接觸層，形 成方；u亥緩衝層上；一透明導電層，形成於該接觸層上，此 透明導電層與該接觸層間形成歐姆接觸；以及一第二電 極，形成於該導電層上。 發明詳細說明： 圖3顯示依本發明第一較佳實施例之一種具有高電阻 緩衝層之發光元件3，其包含一第一電極30 ; —半導體基 板32，形成於該第一電極上；一第一束缚層34〇，形成於 該半導體基板上；一活性層342，形成於該第一束缚層上 340 ; —第二束缚層344，形成於該活性層342上；一高電 阻緩衝層36 ’形成於該第二束缚層3 44上，其中該緩衝層 之電阻大於第二束缚層之電阻；一接觸層Μ，形成於該緩 衝層上36 ; —透明導電層38，形成於該接觸層37上，此透 明導電層3 8與該接觸層3 7間形成歐姆接觸；以及一第二電 極3 9 ’形成於該透明導電層μ上。 /卜圖4顯示依本發明另一較佳實施例之一種具有高電阻 級衝層之發光το件4，其包含一第一電極4〇 ; 一半導體基 板4/、’.形成於該第—電極4 0上；一第一束缚層4 4 0，形成 於該半導體基板42上；一活性層442，形成於該第一束缚 f 44〇上/ 一第二束縛層444，形成於該活性層442上；一 问電阻緩衝層46，形成於該第二束缚層4以上，其中缓衝
573374 五、發明說明（5) 層之電阻大於第二束缚層之電阻；一接觸層47，形成於該 咼電阻級衝層4 6上，用以提供一歐姆接觸（〇hm丨c ' contact)，該接觸層具有一凹陷區域，自該接觸層之頂 延伸至該接觸層之底部，因而貫通至該緩衝層之表面> 透明導電層4=，形成於該接觸層47上，且填滿位於該接觸 層内之違凹區域，以及一第二電極49，形成於 光氧化層48之部份表面上，嗜篦— 电这 層内之該凹陷區域。 〃弟―電極大約對準於該接觸 前述之基層係包含選自於GaAs、GaP、A1GaAs、 G:Af:成材料組群中之至少一種材料；前述之活性層 係匕dlGalnP所構成材料組群中之至 1 G a A s所構成材料群组中之5 ,丨、 伤勺入-…：广 一種材料’前述之接觸層 係包含延自於GaP、GaAsP、GaInP、以^、Be/Au、
Zn/Au、Ge/Au或k所構成材料群組中之至少一種材料，前 述之透明導電層係包含撰^ _ 錄錫、氧化鋅或氧化；=氧：㈣、氧化 =群：ίΐ 缚層係包含選自於A1GaInP所構成材 p?:、：種㈣；前述之第二束缚層係包含選自 於AlGalnP所構成材料組群中之至少一種材料。 r鬥=t:ί ΐ 1僅ί本發明之各較佳實施例，本發明之 J比Ρ 乂：寺t佳貫施例’凡依本發明所做的任何變 發明申請專利之範圍，，以-多重量子拼 、，、“冓取代活性層；或者於該半導體基層及一束缚層
第9頁 573374
第ίο頁 573374 圖式簡單說明 圖式簡單說明： 第1圖顯示一種習知發光二極體結構； 第2圖顯示一種習知發光二極體結構； 第3圖顯示本發明第一實施例中發光二極體之剖面圖； 第4圖顯示本發明另一實施例中發光二極體之剖面圖。 符號說明 1 發光二極體構造 10 電極底層 12 η型GaAs基板 14 AlGalnP雙異質結構 14 0 η型AlGalnP束縛底層 142 AlGalnP 活性層 144 p型AlGalnP束缚頂層 16 p型GaP窗戶層 18 電極頂層 2 發光二極體構造 20 η型後電極 22 基板 24 0 η型底部束缚層 242 活性層 244 ρ型頂部束縛層 2 6 ρ型窗戶層 2 7 接觸層
573374
第12頁 圖式簡單說明 28 透 明 導 電 層 29 P型前電極 3 發 光 元 件 30 第 一 電 極 32 半 導 體 基 板 340 第 一 束 缚 層 342 活 性 層 344 第 二 束 缚 層 36 高 電 阻 緩 衝 層 37 接 觸 層 38 透 明 導 電 層 39 第 二 電 極 4 發 光 元 件 40 第 一 電 極 42 半 導 體 基 板 440 第 一 束 縛 層 442 活 性 層 444 第 二 束 缚 層 46 電 阻 緩 衝 層 47 接 觸 層 48 透 明 導 電 層 49 第 二 電 極

Claims (1)

  1. 573374 六、申請專利範圍 1. 一種具有高電阻緩衝層之發光元件，包含： 一基板； 一第一束缚層，形成於該基板上； 一活性層，形成於該第一束缚層上； 一第二束缚層，形成於該活性層上； 一高電阻緩衝層，形成於該第二束缚層上，其中該緩衝層 之電阻大於該第二束缚層之電阻； 一接觸層，形成於該高電阻緩衝層上； 一透明導電層，形成於該接觸層上；以及 電極。 2. —種具有高電阻緩衝層之發光元件，包含： 一第一電極； 一基板，形成於該第一電極上； 一第一束縛層，形成於該基板上； 一活性層，形成於該第一束缚層上； 一第二束缚層，形成於該活性層上； 一高電阻緩衝層，形成於該第二束缚層上，其中該緩衝層 之電阻大於該第二束缚層之電阻； 一接觸層，形成於該高電阻緩衝層上，用以提供一歐姆接 觸（ohm ic contact)，該接觸層具有一凹陷區域，自該接 觸層之頂部延伸至該接觸層之底部，因而貫通至該緩衝層 之表面； 一透明導電層，形成於該接觸層上，且填滿位於該接觸層
    第13頁 573374 申請專利範圍 内之該凹陷區域；以及 # 一帝黾極形成於該導電透光氧化層之部份表面上，該 弟一電極大約對準於該接觸層内之該凹陷區域。 ^如申請專利範圍第1項或第2項之具有高電阻緩衝層之發 光兀件，其中上述之活性層係包含A 1 Gal ηΡ所構成材料組" 群中之至少一種材料。 ’ 4·，如申請專利範圍第1項或第2項之具有高電阻緩衝層之發 光元件’其中上述之活性層至少包含一AIGalnP多重量子 井（multiple quantum well)結構。 5·如申請專利範圍第丨項或第2項之具有高電阻緩衝層之發 光元件’其中上述之緩衝層係包含選自於GaP、GaAsP、 GalnP、AlGa InP、或AlGaAs所構成材料群組中之至少一種 材料。 6 ·如申請專利範圍第1項或第2項之具有高電阻緩衝層之發 光元件，其中上述之接觸層係包含選自於GaP、GaAsP、 GalnP、GaAs、Be/Au、Zn/Au、Ge/Au 或Ge 所構成材料群 I且 中之至少一種材料。 7 ·如申請專利範圍第1項或第2項之具有高電阻緩衝層之發
    第14頁 573374 六、申請專利範圍 光元件’其中上述之導電透光氧化層係包含選自於氧化銦 錫、氧化録錫、氧化銻錫、氧化鋅或氧化鋅錫或所構成材 料群組中之至少一種材料。 t如申睛專利範圍第丨項或第2項之具有高電阻緩衝層之發 光兀件’其中上述之基板係包含選自於GaAs、Gap、 AlGaAs、或GaAsP所構成材料組群中之至少一種材料。 9二如申晴專利範圍第1項或第2項之具有高電阻緩衝層之發 光凡件’其中上述之第一束缚層係包含選自於A 1 GalnP所 構成材料組群中之至少一種材料。 1 γ ·、如申明專利範圍第1項或第2項之具有高電阻緩衝層之 發光兀件’其中上述之第二束缚層係包含選自於A1 Gal nP 所構成材料組群中之至少一種材料。 1 ^ 如申明專利範圍第1項或第2項之具有高電阻緩衝層之 舍光元件更包含一布拉格反射層（distributed Bragg reflector)形成於該基板上及該第一束缚層之下。 12 ·如申凊專利範圍第11項之具有高電阻緩衝層之發光元 件’其中上述之布拉格反射層係包含選自於AlGaInP或 A IGaAs所構成材料組群中之至少一種材料。
    第15頁
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