[实用新型]具有抗衰层的发光二极管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发光二极管，尤其涉及一种具有抗衰层的发光二极 管。

背景技术

发光二极管(英文lightingemittingdiode，简称LED)现阶段已经大 规模应用于人类社会的各种照明、显示、指示等场合，多为无机半导体材料 构成，在应用中以长寿命，高可靠性，高节能性，高转换效率等诸多优点著 称。因此，构成了固态照明中的核心器件，时至今日，已然形成了规模巨大 的产业，成为促进国民经济发展的重要推动力。

发光二极管(LED)的技术发展所追求的目标，一是更高的亮度，二是更 高的转换效率。无论对于砷化镓(GaAs)基的红光，黄光及黄绿光发光二极 管，还是氮化镓(GaN)基的蓝光、蓝光及紫光发光二极管，以及砷化镓铝 (AlGaAs)基的红外发光二极管，基本采取的是提升内量子效率与外量子效 率并举的方法来提高其亮度，其中，内量子效率的提高主要采取的方法是优 化有源区的生长参数，采用纯度更高的源材料，提高量子阱(超晶格)的限 制作用等手段来实行的；外量子效率的提高则通过外延生长相应波长的分布 布拉格反射器，化学抛光使表面粗化，采用折射率更加适合的材料以完成键 合工艺等手段来实现。

经过长时间的发展，在半导体照明产业技术发展的促进作用下，现有的 砷化镓(GaAs)基磷化铝镓铟(InAlGaP)四元系发光二极管发光波长覆盖了 从黄绿光(570nm)到黄光(590nm)到橙光(605nm)到红光(625nm)的波 段，在极致条件下已能外延出用于农业生产方面的660nm波段的长波长红光， 并且亮度及均匀性均得到了大幅度的提高，大大增加了产品的应用范围。但 是，对于磷化铝镓铟(InAlGaP)四元系发光二极管而言，尤其是黄光及黄绿 光发光二极管，由于其在外延生长过程中发光核心区的铝组分的含量较高(黄 光10％以上，黄绿光30％以上)，因此，在生长过程中首先磷化铝镓铟(InAlGaP) 四元合金发生合金有序现象的几率会大大增加，使波长发生偏离。克服合金 有序现象的手段可以通过选择合适晶面的衬底、优化生长外延工艺参数、合 理进行掺杂等手段予以避免；其次，因铝元素与生长气氛中所残存的氧杂质 的结合异常稳定，常常会导致在量子阱有源区内形成深能级，这些深能级在 发光过程中起到了非常不利的作用，在复合载流子过程中，并不提供发光机 制，而且，还会形成热能向外释放，使得量子阱有源区的温度进一步提高， 从而导致黄光及黄绿光发光二极管(LED)的寿命问题较之红光更为突出。这 一问题可以通过采用纯度更高的源材料(包括V族源和MO源以及掺杂源)、 优化生长工艺等技术手段加以抑制。

目前，市场上发光二极管的寿命检测比较严格，通常认为：室温时168 小时30毫安(mA)工作电流条件下的衰减不能大于10％，这对于GaAs基发光 二极管(LED)尤其是黄光及黄绿光发光二极管(LED)的大规模市场化运用 提出了很有难度的挑战。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种 具有抗衰层的发光二极管，其通过在分布布拉格反射器(DBR)与n型磷化铝 铟(InAlP)限制层之间插入一层经过设计的砷磷化铝铟(In_xAl_1-xAs_yP_1-y)抗 衰层，不仅可以将分布布拉格反射器(DBR)中的砷化铝(AlAs)层与n型磷 化铝铟(InAlP)限制层之间由于V族元素切换(As-P)以及III族元素(In， Al)配比发生改变，而导致的表面态的面密度有效降低，从而，降低载流子 受到该界面处界面散射的几率，增加了载流子注入效率，有效地降低了因晶 格散射造成的温度升高对生长于其上的量子阱有源区的负面效应：而且，还 可以在不影响发光二极管的电流-电压特性的前题下，进一步降低黄光发光二 极管的寿命衰减。

本实用新型的目的是由以下技术方案实现的：