[發(fā)明專利]發(fā)光二極管

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510714528.X
• 申請日: 2015-10-29
• 公開（公告）號: CN105206721A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡正文;蒙成;王晶;王篤祥;吳超瑜
• 申請（專利權(quán)）人: 天津三安光電有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體照明領(lǐng)域，具體的說是一種發(fā)光二極管。

背景技術(shù)

現(xiàn)今普遍的LED結(jié)構(gòu)的有源層多為量子阱結(jié)構(gòu)，比起早期的雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)來說會有較佳的載子局限能力，因此具有較好的發(fā)光效率。但在大電流(較高電流密度)下，所產(chǎn)生的熱量非常多(即處在高結(jié)溫狀態(tài)下)，此時會產(chǎn)嚴(yán)重的載子溢流現(xiàn)象，能帶系隨之發(fā)生改變，所以采用量子阱結(jié)構(gòu)作為有源層的LED在高溫時會發(fā)生亮度衰減、電壓降低、波長飄移現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提出了一種新型發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其有源層含有雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)與量子阱結(jié)，在大電流操作下(電流密度大于等于3A/mm²)，亮度會比純量子井結(jié)構(gòu)提升15~20%。

本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案為：AlInGaP系發(fā)光二極管，包括：n型限制層、p型限制層和夾在兩者之間的有源層。所述有源層含有量子阱結(jié)構(gòu)和帶有摻雜的雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)，其中所述雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)鄰近所述n型限制層，所述量子阱結(jié)構(gòu)近鄰p型限制層。

優(yōu)選地，所述有源層的發(fā)光波長為560~660nm。

優(yōu)選地，所述有源層包含m個由壘層和阱層構(gòu)成的雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)，其中1≦m≦10。

優(yōu)選地，所述雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)之壘層為Al_xGa_1-xInP，阱層為Al_yGa_1-yInP，其中x的范圍為0.1~0.17，y的范圍為0.65~0.75。

優(yōu)選地，所述雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的壘層厚度為200~220埃，所述雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的阱層厚度為180~200埃。

優(yōu)選地，所述雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的壘層具有p型摻雜，其摻雜濃度為1E17~2E17。

優(yōu)選地，所述雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的壘層具有n型摻雜，其摻雜濃度為1E17~2E17。

優(yōu)選地，所述有源層具有多個雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)，其中靠近所述n型限制層的部分壘層摻雜，其摻雜對數(shù)小于或等于所述雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)總對數(shù)的1/3。

優(yōu)選地，所述雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有多對壘層和阱層，所述至少部分壘層的中間區(qū)域具有摻雜，摻雜厚度介于該壘層厚度的1/2~1/3。

優(yōu)選地，所述量子阱結(jié)構(gòu)的壘層厚度為50~70埃，所述量子阱結(jié)構(gòu)的阱層厚度為40~60埃。

優(yōu)選地，所述量子阱結(jié)構(gòu)之壘層為Al_zGa_1-zInP，阱層為GaInP，其中z的范圍為0.65~0.75。

在本發(fā)明中，在有源層中加入雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)，其具有較寬的井與壘，可以減輕高溫時載子溢流狀況，從而降低亮度衰減；并且在雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的壘層摻雜元素，高溫時會釋放出載子也會有補償效果，相對上也會提升高溫狀態(tài)下的亮度。在本質(zhì)上雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的PL圖譜半高寬比量子井結(jié)構(gòu)來的寬，而較高的半波寬代表著色純度較不佳，因此保留部分量子井以改善此問題。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。此外，附圖數(shù)據(jù)是描述概要，不是按比例繪制。

圖1為根據(jù)本發(fā)明實施的一種發(fā)光二極管的側(cè)面剖視圖。

圖2~圖5為圖1所示發(fā)光二極管之有源層的雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的四種摻雜示意圖。

圖中標(biāo)號：

100：n型限制層；200：有源層；210：雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)；211：雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的壘層；212：雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的阱層220：量子阱結(jié)構(gòu)；221：量子阱的壘層；222：量子阱的阱層。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

請參看附圖1，根據(jù)本發(fā)明實施的一種發(fā)光二極管，至少包括：n型限制層100、有源層200和p型限制層300，其中n型限制層100和p型限制層300采用鋁銦磷(AlInP)材料，有源層200位于兩者之間，由一個或多個雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)210和多量子阱結(jié)構(gòu)220組合而成，其發(fā)光波長為560~660nm之可見光波段。