TWI540753B - 發光二極體結構 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種二極體結構,且特別是有關於一種具有多層電流阻擋層的發光二極體結構。
一般發光二極體的電流方向係為最短路徑,使大部分的電流皆注入電極下方的區域,導致大部分的光聚集在電極下方而被阻擋,造成亮度下降。
目前市面上使用單層電流阻擋層(Current Blocking Layer)來阻擋電流流向最短路徑,使發光二極體的電流往其他路徑流動改善電流分佈,隨後再覆蓋一層電流擴散層(Current Spreading Layer)藉此提高亮度,進而使元件的光亮度提升。
然而,為了促進電流的擴散,往往會增加電流阻擋層的厚度,卻使得後續覆蓋電流擴散層時,在階梯覆蓋(step-coverage)處容易發生過薄的現象。此外,由於電流擴散層之厚度到達一定程度(例如是600Å以上)後,會吸光造成出光損耗,因此必須使用較薄的厚度。但太薄的電流擴散層,在階梯覆蓋處容易有斷開的現象,會使電流無法順利擴散而造成發光二極體無法正常運作。
本發明係有關於一種發光二極體結構,藉由多層覆蓋的方式,可改善當電流阻擋層厚度增加時,電流擴散層覆蓋於電流阻擋層上在階梯覆蓋處容易斷開的問題,可避免電流無法順利擴散,並提高電流阻擋層的效果而有效地提升產品生產的良率。
根據本發明,提出一種發光二極體結構,包括一基板、一發光多層結構、一第一電流阻擋層、一第一電流擴散層、一第二電流阻擋層以及一第二電流擴散層。發光多層結構堆疊形成於基板上。第一電流阻擋層形成於部分發光多層結構上。第一電流擴散層覆蓋第一電流阻擋層及發光多層結構。第二電流阻擋層形成於部分第一電流擴散層上。第二電流阻擋層之垂直投影係落在第一電流阻擋層之垂直投影內。第二電流擴散層覆蓋第二電流阻擋層及第一電流擴散層。
根據本發明,提出一種發光二極體結構,包括一基板、一發光多層結構、一第一電流阻擋層、一第二電流阻擋層以及一第一電流擴散層。發光多層結構堆疊形成於基板上。第一電流阻擋層形成於部分發光多層結構上。第二電流阻擋層形成於部分第一電流阻擋層上。第一電流擴散層覆蓋第一電流阻擋層、第二電流阻擋層及發光多層結構。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解,下文特舉實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下:
100、200‧‧‧發光二極體結構
10‧‧‧基板
20‧‧‧發光多層結構
21‧‧‧第一型半導體
22‧‧‧第二型半導體
23‧‧‧發光層
30、50‧‧‧電流阻擋層
31、32、51、52‧‧‧下表面
40、60、65‧‧‧電流擴散層
70‧‧‧第一電極
D1、D2、L1、L2‧‧‧厚度
W1、W2‧‧‧寬度
第1圖繪示本發明第一實施例之發光二極體結構的剖面圖。
第2圖繪示本發明第二實施例之發光二極體結構的剖面圖。
第1圖繪示本發明第一實施例之發光二極體結構100的剖面圖。發光二極體結構100包括一基板10、一發光多層結構20、一第一電流阻擋層30、一第一電流擴散層40、一第二電流阻擋層50以及一第二電流擴散層60。發光多層結構20堆疊形成於基板10上。第一電流阻擋層30形成於部分發光多層結構20上。第一電流擴散層40覆蓋第一電流阻擋層30及發光多層結構20。第二電流阻擋層50形成於部分第一電流擴散層40上,且第二電流阻擋層50之垂直投影係落在第一電流阻擋層30之垂直投影內,此處之垂直投影係表示垂直投影於基板10之頂面。第二電流擴散層60覆蓋第二電流阻擋層50及第一電流擴散層40。
如第1圖所示,第二電流阻擋層50之面積可小於第一電流阻擋層30之面積,也就是說,第二電流阻擋層50之頂面面積與底面(下表面)面積皆小於第一電流阻擋層30。第一電流阻擋層30與發光多層結構20接觸之下表面31之寬度為w1,第二電流阻擋層50與第一電流擴散層40接觸之下表面51之寬度為w2,且0<w2<w1。此外,第一電流阻擋層30之厚度D1大於第二電流阻擋層50之厚度D2,舉例來說,第二電流阻擋層50之厚度D2可為第一電流阻擋層30之厚度D1的1/3至1/2。
第一電流阻擋層30與第二電流阻擋層50的材料可為二氧化矽,第一電流擴散層40與第二電流擴散層60的材料可為氧化銦錫。如圖所示,第一電流擴散層40之厚度L1可大於第二電流擴散層60之厚度L2。
在一實施例中,發光多層結構20可包含一第一型半導體21、一發光層23及一第二型半導體22。第一型半導體例如是N-GaN,第二型半導體例如是P-GaN。此外,發光二極體結構100更可包括一第一電極70,第一電極70形成於第二電流擴散層60上,並且位於第二電流阻擋層50的垂直投影上方。
第2圖繪示本發明第二實施例之發光二極體結構200的剖面圖。與第一實施例之發光二極體結構100不同之處,係在於電流擴散層的數量,其餘相同的部分係以相同的符號標示。
發光二極體結構200包括一基板10、一發光多層結構20、一第一電流阻擋層30、一第二電流阻擋層50以及一第一電流擴散層65。發光多層結構20堆疊形成於基板10上。第一電流阻擋層30形成於部分發光多層結構20上。第二電流阻擋層50形成於部分第一電流阻擋層30上。第一電流擴散層65覆蓋第一電流阻擋層30、第二電流阻擋層50及發光多層結構20。
如第2圖所示,第二電流阻擋層50之面積可小於第一電流阻擋層30之面積。第一電流阻擋層30與發光多層結構20接觸之下表面32之寬度為w1,第二電流阻擋層50與第一電流阻擋層30接觸之下表面52之寬度為w2,且0<w2<w1。此外,第一電流阻擋層30之厚度D1大於第
二電流阻擋層50之厚度D2,舉例來說,第二電流阻擋層50之厚度D2可為第一電流阻擋層30之厚度D1的1/3至1/2。
要注意的是,雖然上述實施例係以發光二極體結構具有一第一電流阻擋層30與一第二電流阻擋層50為例,但本發明並未限定電流阻擋層之數量。相對地,本發明實施例之電流阻擋層可具有多層,但是越上層(距離基板10越遠)之電流阻擋層,其垂直投影於基板10的面積越小,此外,最上層之電流阻擋層的垂直投影面積,須大於第一電極70的垂直投影面積。
此外,本發明實施例發光二極體結構的製造方法,係包含以下步驟。提供一基板。依序堆疊發光多層結構、一第一電流阻擋層與一第二電流阻擋層於基板上。設置一電流擴散層覆蓋第一電流阻擋層、第二電流阻擋層與發光多層結構。
可以理解的是,在如第一實施例之結構中,還需要設置另一電流擴散層於第一電流阻擋層與第二電流阻擋層之間,此電流擴散層覆蓋第一電流阻擋層與發光多層結構。
綜上所述,雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾。因此,本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧發光二極體結構
10‧‧‧基板
20‧‧‧發光多層結構
21‧‧‧第一型半導體
22‧‧‧第二型半導體
23‧‧‧發光層
30、50‧‧‧電流阻擋層
31、51‧‧‧下表面
40、60‧‧‧電流擴散層
70‧‧‧第一電極
D1、D2、L1、L2‧‧‧厚度
W1、W2‧‧‧寬度
Claims (14)
- 一種發光二極體結構,包括:一基板;一發光多層結構,堆疊形成於該基板上;一第一電流阻擋層,形成於部分該發光多層結構上;一第一電流擴散層,覆蓋該第一電流阻擋層及該發光多層結構;以及一第二電流阻擋層,形成於部分該第一電流擴散層上,其中該第二電流阻擋層之垂直投影係落在該第一電流阻擋層之垂直投影內;以及一第二電流擴散層,覆蓋該第二電流阻擋層及該第一電流擴散層。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體結構,其中該第二電流阻擋層之面積小於該第一電流阻擋層之面積。
- 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體結構,其中該第一電流阻擋層與該發光多層結構接觸之下表面之寬度為w1,該第二電流阻擋層與該第一電流擴散層接觸之下表面之寬度為w2,且0<w2<w1。
- 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體結構,其中該第一電流阻擋層與該第二電流阻擋層為二氧化矽,該第一電流擴散層為氧化銦錫。
- 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體結構,其中該第 一電流阻擋層厚度大於該第二電流阻擋層。
- 如申請專利範圍第5項所述之發光二極體結構,其中該第一電流擴散層厚度大於該第二電流擴散層。
- 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之發光二極體結構,其中該發光多層結構包含一第一型半導體、一發光層及一第二型半導體。
- 如申請專利範圍第7項所述之發光二極體結構,更包含一第一電極形成於該第二電流擴散層上,且該第一電極位於該第二電流阻擋層垂直投影上方。
- 一種發光二極體結構,包括:一基板;一發光多層結構,堆疊形成於該基板上;一第一電流阻擋層,形成於部分該發光多層結構上;一第二電流阻擋層,形成於部分該第一電流阻擋層上;一第一電流擴散層,覆蓋該第一電流阻擋層、該第二電流阻擋層及該發光多層結構,且該電流擴散層係直接接觸部分該發光多層結構;以及一第一電極,形成於該第一電流擴散層上,其中該第一電極係直接接觸該電流擴散層,且該第一電極之垂直投影係位於該第二電流阻擋層之垂直投影內。
- 如申請專利範圍第9項所述之發光二極體結構,其中該第二電流阻擋層之面積小於該第一電流阻擋層之面積。
- 如申請專利範圍第10項所述之發光二極體結構,其中該第一電流阻擋層與該發光多層結構接觸之下表面之寬度為w1,該第二電流阻擋層與該第一電流阻擋層接觸之下表面之寬度為w2,且0<w2<w1。
- 如申請專利範圍第11項所述之發光二極體結構,其中該第一電流阻擋層與該第二電流阻擋層為二氧化矽,該第一電流擴散層為氧化銦錫。
- 如申請專利範圍第11項所述之發光二極體結構,其中該第一電流阻擋層厚度大於該第二電流阻擋層。
- 如申請專利範圍第9~13項中任一項所述之發光二極體結構,其中該發光多層結構包含一第一型半導體、一發光層及一第二型半導體。
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