[實用新型]一種采用N型襯底的發光二極管

有效

• 申請號: 201220374252.7
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN202797055U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 蔡建九;楊凱;林志偉;陳凱軒;林志園
• 申請（專利權）人: 廈門乾照光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/22
• 分類號: H01L33/22
• 代理公司: 廈門市誠得知識產權代理事務所(普通合伙) 35209
• 代理人: 方惠春

技術領域

本實用新型涉及發光二極管外延結構。

背景技術

????目前，常用AIGaInP（鋁鎵銦磷）系發光二極管的外延結構為在N型GaAs襯底基礎上依次生長有N型GaAs（砷化鎵）緩沖層、布拉格反射層、N型下限制層、有源層、P型上限制層和P型電流擴展層。單一P型電流擴展層的結構，其上表面是平面狀，因此，當位于中間夾層的有源層發光時，除一部分光線出射于LED器件的外部，由于半導體材料相對于外部空氣而言為高折射率材料，當光線的出射角度大于一定臨界角時，另有大部分光線會產生全反射，致使光線的出射效果不佳；同時，全反射光在發光二極管體內會產生熱能，使得發光二極管整體溫度升高；既降低了產品的發光效率，又縮短了產品的使用壽命。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種采用N型襯底的發光二極管，可大幅提高發光二極管的外量子效率，發光效率高，使用壽命長。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案是：一種采用N型襯底的發光二極管，包括N型GaAs襯底，在N型GaAs襯底上依次生長有N型GaAs緩沖層、布拉格反射層、N型下限制層、有源層、P型上限制層、P型電流擴展層、P型粗化層以及歐姆接觸層。

優選所述布拉格反射層由p-AlAs/p-A1xGa1-xAs或p-AlInP/p-(?AlxGa1-x?)yIn1-yP構成；所述p-AlAs/p-AlxGa1-xAs中，x為0～0.7；所述p-AlInP/p-(?AlxGa1-x)yIn?1-yP中，x為0.3～0.7?,?y為0.4～0.6。

優選所述N型下限制層由n-（AlxGa1-x）yIn1-yP構成，其中x為0.2～1,?y為0.4～0.6。

優選所述有源層由Undoped-（AlxGa1-x）yIn1-yP構成，其中x為0～0.3?,?y為0.4～0.6。

優選所述P型下限制層由p-（AlxGa1-x）yIn1-yP構成，其中x為0.2～1?,?y為0.4～0.6。

優選所述P型電流擴展層由p-AlxGa1-xAs構成，其中x為0～0.8，所述P型電流擴展層厚度為1～15um。所述的P型電流擴展層還可摻雜元素C、Mg、Zn中的一種或多種，其摻雜濃度為5e17～1e20。由p-AlxGa1-xAs構成的電流擴展層可避開p-（AlxGa1-x）yIn1-yP電導性差的問題，有效解決了AlGaInP系發光二極管的電流擴展問題。

優選所述P型粗化層由p-（AlxGa1-x）yIn1-yP構成，其中x為0.3～1，所述P型粗化層的厚度為0.3～5um。所述的P型粗化層也可摻雜元素C、Mg、Zn中的一種或多種，其摻雜濃度為1e17～1e20。由p-（AlxGa1-x）yIn1-yP構成的粗化層則可以大幅增加LED器件外量子效率，使原先發生全反射而無法出射的光，從外延層中重新提取出來，以提高其發光亮度。

優選所述歐姆接觸層由P++GaAs構成。

本實用新型由于在P型電流擴展層的上面增設P型粗化層，通過P型粗化層可以大幅增加LED器件有效出光面積，使原先發生全反射而無法射出的光，重新以不同角度射向LED器件的外部，等于將這些光從外延層中重新提取出來，極大的提高了AIGaInP系發光二極管的外量子效率，提高了發光效率。

另一方面，因原先發生全反射而無法射出的光，通過P型粗化層以不同角度重新射向LED器件的外部，減少此部分光線在LED器件內部產生熱量，降低LED器件內部的工作溫度，延長LED器件的使用壽命。

附圖說明

圖1是本實用新型結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體的實施方式對本實用新型作進一步詳細說明。

圖1所示，一種采用N型襯底的發光二極管，包括N型GaAs襯底1，在N型GaAs襯底1上依次生長有N型GaAs緩沖層2、布拉格反射層3、N型下限制層4、有源層5、P型上限制層6、P型電流擴展層7、P型粗化層8以及歐姆接觸層9。

優選所述布拉格反射層3由p-AlAs/p-A1xGa1-xAs或p-AlInP/p-(?AlxGa1-x?)yIn1-yP構成；所述p-AlAs/p-AlxGa1-xAs中，x為0～0.7；所述p-AlInP/p-(?AlxGa1-x)yIn?1-yP中，x為0.3～0.7?,?y為0.4～0.6。

優選所述N型下限制層4由n-（AlxGa1-x）yIn1-yP構成，其中x為0.2～1,?y為0.4～0.6。