[发明专利]一种发光二极管有效
申请号: | 200910181236.9 | 申请日: | 2009-07-07 |
公开(公告)号: | CN101604725A | 公开(公告)日: | 2009-12-16 |
发明(设计)人: | 张银桥;蔡建九;张双翔;王向武 | 申请(专利权)人: | 扬州汉光光电有限公司 |
主分类号: | H01L33/00 | 分类号: | H01L33/00 |
代理公司: | 扬州市锦江专利事务所 | 代理人: | 江 平 |
地址: | 225009*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 发光二极管 | ||
技术领域
本发明涉及发光二极管技术领域,特别是其外延结构技术领域。
背景技术
自从AlGaInP红色、黄色发光二极管在20实际90年代的早期出现,和稍后的GaN蓝色、绿色和白色发光二极管的研发,这些发光二极管已在很多高效固态照明领域上有广泛的用途,例如全色彩屏幕显示器、汽车用灯、背光源、交通信号灯、景观及日常照明等。
AlGaInP发光二极管结构已日趋成熟,但是由于许多原因,AlGaInP发光二极管的外量子效率偏低。其中一个重要原因就是许多有源区发射出来的光,在经过外延层时,由于折射率差,发生全反射。使得许多有源区发出的光最终无法从外延层中射出。所以,如何提高AlGaInP发光二极管的外量子效率,将这部分发生全反射的光提取出来,以提高其亮度,成为目前研究的重点。
发明内容
本发明目的是提供一种亮度高的新型发光二极管。
本发明技术方案是:在N-GaAs衬底上外延结构由下至上依次为n-GaAs缓冲层、隧穿结、p-GaAs缓冲层、布拉格反射层、p-(AlxGa1-x)yIn1-yP下限制层(其中x为0.6~1,y为0.4~0.6)、Undoped-(AlxGa1-x)yIn1-yP有源区(其中x为0~0.5,y为0.4~0.6)、n-(AlxGa1-x)yIn1-yP上限制层(其中x为0.6~1,y为0.4~0.6)、电流扩展层、表面粗化层和GaAs欧姆接触层。
本发明在常规LED结构上添加一层粗化层,粗化层可以增加LED器件的有效出光面积,并且可以使原先发生全反射而无法射出的光,在下次以不同角度射向界面,将这些光从外延层中重新提取出来,极大的提高了AlGaInP发光二极管的外量子效率,以提高亮度。本发明还利用隧穿结将n-GaAs衬底与其他有效外延层连接起来。对比目前比较成熟的倒装粗化LED(参见文献IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS,VOL.20,NO.20,OCTOBER 15,2008),除去了衬底剥离、bonding等复杂的芯片工艺步骤,从而简化芯片流程,大大提高了生产效率,降低生产成本,提高成品率。
本发明所述隧穿结可以为n-GaAs/p-GaAs、n-AlGaAs/p-AlGaAs、n-GaAs/p-AlGaAs、n-AlGaAs/p-GaAs、n-AlInP/p-AlInP、n-GaInP/p-GaInP、n-AlGaInP/p-AlGaInP中的任一种。
本发明所述布拉格反射层可以为p-AlAs/p-AlxGa1-xAs、p-AlInP/p-(AlxGa1-x)yIn1-yP、AlAs/GaAs中的任一种。
上述电流扩展层为n-(AlxGa1-x)yIn1-yP。且,n-(AlxGa1-x)yIn1-yP中,x为0~1,y为0.45~0.55。
本发明所述电流扩展层的掺杂浓度为1×1018~1×1020。
本发明所述电流扩展层的外延厚度为5000~50000
本发明所述表面粗化层可以为n-AlInP、n-(AlxGa1-x)yIn1-yP、n-GaP中的任一种。
上述n-(AlxGa1-x)yIn1-yP中,x为0~1,y为0.45~0.55。
本发明所述表面粗化层的掺杂浓度为1×1018~1×1020。
本发明所述表面粗化层的外延厚度为5000~50000
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图。
具体实施方式
本发明的具体生长方法步骤如下:
1、在300℃~500℃的温度下,对n-GaAs衬底11进行表面处理,去除水气。
2、生长n-GaAs缓冲层1。
3、生长隧穿结2。隧穿结非常重要,用来连接n-GaAs缓冲层1与p-GaAs缓冲层3,保证正向电流在n-p结中依旧导通,是本发明的关键点之一。
隧穿结2可以为n-GaAs/p-GaAs、n-AlGaAs/p-AlGaAs、n-GaAs/p-AlGaAs、n-AlGaAs/p-GaAs、n-AlInP/p-AlInP、n-GaInP/p-GaInP、n-AlGaInP/p-AlGaInP中的任一种。
4、生长p-GaAs缓冲层3。
5、生长布拉格反射层4,用来反射有源区射出的光,以免被GaAs彻底吸收。
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