[发明专利]表面发光的半导体发光二极管

说明书

技术领域

本新型涉及一种半导体发光二极管，与US5216263A所揭露的半导体发光二极管同类型。

背景技术

用LED及LED数组芯片显示图形符号已有数十年历史。其中，采用锌扩散或锌植入工艺向GaAs（砷化镓）基板上的厚n型GaAsP（磷砷化镓）层中送入锌，以此研制出（例如）七段LED显示芯片，此项工艺沿用至今。在5mA电流强度下，其光强通常达到每段0.1mcd。发射波长被材料限制在650-660nm（红色光）范围内，此波长范围内的人眼灵敏度仅为10%左右。

另有将可见光谱发射波长互不相同的较高效LED芯片（效率约为10%）予以组合排布的混合型LED显示组件。但此类组件受尺寸限制无法应用于狭小空间，例如，无法应用于光学设备的光路中。

另有配备LED背光以显示图形符号的半透明LCD显示器。此等显示器通常体积较大，故其LED背光仅凭布置于载板上的分立LED或LED芯片数组而实现。数组中的LED既可集中控制，亦可单独控制。LED背光可实施为单色、多色或白色。

为减小体积，必须对半导体层（磊晶结构）进行小型化结构化处理并调整其光学性能及电性能。除扩散法外，亦可透过照射植入质子或其他载荷子以改变乃至破坏晶体结构，从而使受照（被植入）区域部分或完全丧失导电性。此外亦可使此等区域在特定波长范围内具有吸收性。可藉由对载荷子所获动能及照射用射线束中每单位面积的载荷子数（剂量）进行选择来控制晶体变化。为产生所谓的深植入区，可用小剂量高能载荷子照射材料，表面植入区的产生则需低能大剂量。

US5216263A描述一种排布成LED数组的表面发光的半导体发光二极管（LED），其包含一上下迭置层序列，其中，该层序列包括第一导电类型的基板触点层、第一导电类型的共享基板、第一导电类型的第一阻挡层、发光活性层、第二导电类型的第二阻挡层、第二导电类型的第一接触层以及多个用于接触该第一接触层的导电表面触点，其中，该第一接触层中设有多个透过质子照射而彼此电性绝缘的表面植入区。

透过以下方式对此等半导体层进行深度结构化处理：藉由硅扩散法在LED数组的各LED的间产生多个受干扰区，其穿过活性层并在活性层各发光区影响下彼此电性绝缘。此等受干扰区具有较强的发射辐射吸收能力。

活性层的每一单个区域皆可透过第一接触层上分配给该区域的一p型触点受到控制。为能在半导体层靠近基板一侧产生发射辐射，须移除发光表面区域内的基板触点及基板。无法对采用上述排布方式的层进行透射。

US 5216263 A中的基板皆为n型掺杂基板，第一接触层则为p型掺杂。

US 5216263 A的解决方案的缺点在于，对半导体层进行结构化处理时需执行一系列不同步骤。首先须进行耗时较长的硅扩散处理（7至8小时），再实施质子照射及不同蚀刻步骤。此外，先前技术未能提供任何对基板既可实施n型掺杂又可实施p型掺杂的解决方案。

然而，若能对基板进行不同类型的掺杂，便可多提供许多能支持LED工作的电路结构，亦可用共享阳极或阴极制造芯片。

发明内容

本新型的目的在于提供一种光强大于现有技术的表面发光的半导体发光二极管，该半导体发光二极管更既可具有共享阴极亦可具有共享阳极。此外，本新型的表面发光的半导体发光二极管在发光区域与不发光区域的间有较高对比度度，同时可在560nm至880nm的光谱范围内发射波长，且芯片边缘无发射。

本新型用以达成该目的解决方案为一种包含上下迭置层序列的表面发光的半导体发光二极管（LED），其中，该层序列包含

第一导电类型的基板触点层，

共享基板，

该第一导电类型的第一阻挡层，

发光活性层，

第二导电类型的第二阻挡层，

该第二导电类型的第一接触层，该第一接触层中设有多个藉载荷子照射而彼此电性绝缘的表面植入区，及

多个用于接触该第一接触层的导电表面触点。本新型LED的特征在于，

该基板由半导体基板构成，该基板具有第一导电类型，抑或该基板为电绝缘型基板，抑或该基板由金属或复合材料构成，

该基板与该第一阻挡层之间设有该第一导电类型的反射层，

该第一接触层具有至少一发光表面，该活性层所发射的光经该发光表面自该LED射出，该第一接触层中受载荷子照射的表面植入区使该等发光表面彼此光电隔离，以及

多个受载荷子照射深植入区使得该等层在该发光表面下方自该第一接触层出发至少延伸至贯穿该活性层的区域与该等层不位于该发光表面下方的区域光电隔离。