[實用新型]一種高效電流注入發光二極管

有效

• 申請號: 201520083208.4
• 申請日: 2015-02-06
• 公開（公告）號: CN204441318U
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 白繼鋒;馬祥柱;楊凱;李俊承;張雙翔;張銀橋;王向武
• 申請（專利權）人: 揚州乾照光電有限公司
• 主分類號: H01L33/14
• 分類號: H01L33/14;H01L33/00
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 江平

技術領域

????本實用新型屬于光電子技術領域，特別涉及AlGaInP四元系發光二極管的制造技術領域。

背景技術

四元系?AlGaInP?是一種具有直接寬帶隙的半導體材料，已廣泛應用于多種光電子器件的制備。由于材料發光波段可以覆蓋可見光的紅光到黃綠波段，由此制成的可見光發光二極管受到廣泛關注。

傳統的垂直結構AlGaInP發光二極管借助厚的P-GaP電流擴展層進行橫向擴展后將電流注入發光區，一方面由于P-GaP電流擴展能力有限，電極下方附近區域電流密度較高，離電極較遠的區域電流密度較低，導致整體的電流注入效率偏低，從而降低了發光二極管的出光效率。另一方面厚的P-GaP需要較長的生長時間，源耗較高，導致成本大大增加。

高亮度反極性AlGaInP芯片采用鍵合工藝實現襯底置換，用到熱性能好的硅襯底（硅的熱導率約為1.5W/K.cm）代替砷化鎵襯底（砷化鎵的熱導率約為0.8W/K.cm），芯片具有更低熱阻值，散熱性能更好。采用高反射率的全方位反射鏡技術來提高反射效率。采用表面粗化技術改善芯片與封裝材料界面處的全反射，亮度會更高。但是由于制作步驟繁多，工藝非常復雜，導致制作成本偏高，成品率低。

實用新型內容

本實用新型目的是提出一種能提升發光二極管出光效率的高效電流注入發光二極管。

本實用新型從下到上依次包括第二電極、襯底、N-GaAs過渡層、AlAs/AlGaAs反射層、N-AlGaInP下限制層、MQW多量子阱有源層、P-AlGaInP上限制層、P-GaInP緩沖層、P-GaP電流擴展層、透明導電層和第一電極，其特點是：所述P-GaP電流擴展層為三層，分別為第一P-GaP電流擴展層、圖形化的第二P-GaP電流擴展層和圖形化的第三P-GaP電流擴展層。

電流經過第一電極注入到透明導電層后，在透明導電層進行橫向擴展，主要通過第三P-GaP電流擴展層將大部分電流注入到有源區，第二P-GaP電流擴展層注入部分電流到有源區，第一P-GaP電流擴展層注入少量電流到有源區，分布式電流注入方式減緩了電流在電極下方的積聚，減少電流的無效注入，因此本實用新型改變了電流注入的分布，大大提升電流注入效率，提升了發光二極管的發光強度，可以有效提升發光效率。

另外，本實用新型第一P-GaP電流擴展層厚度為1500～2000nm，圖形化的第二P-GaP電流擴展層厚度為50～70nm，圖形化的第三P-GaP電流擴展層厚度為50～70nm。

第一P-GaP電流擴展層該厚度利于電電流注入后的橫向擴展，第二P-GaP電流擴展層和第三P-GaP電流擴展層設計較薄的厚度是為避免在進行圖形化時蝕刻深度太深，造成圖形側壁臺階太高，透明導電薄膜臺階覆蓋性變差，會導致電阻增大，影響電流的擴展。

另外，本實用新型透明導電層厚度為250～300nm。該厚度為通過光學計算所得對應紅光起到增光作用的最佳光學厚度。

附圖說明

圖1為本實用新型成品的一種結構示意圖。

具體實施方式

一、如圖1所示是本實用新型制造步驟如下：

1、制作外延片：利用MOCVD設備在一永久襯底GaAs101面上依次生長N-GaAs過渡層102、AlAs/AlGaAs反射層103、N-AlGaInP下限制層104、MQW多量子阱有源層105、P-AlGaInP上限制層106、P-GaInP緩沖層107、摻雜鎂的第一P-GaP電流擴展層108，第二P-GaP電流擴展層109，第三P-GaP電流擴展層110。

其中第一P-GaP電流擴展層108優選厚度1800nm，第二P-GaP電流擴展層109優選厚度60nm，第三P-GaP電流擴展層110優選厚度60nm，三層P-GaP電流擴展層摻雜元素均為鎂（Mg），以保證一定的電流擴展能力。第一P-GaP電流擴展層108優選摻雜濃度為9×10¹⁷cm^-3，第一P-GaP電流擴展層108上的第二P-GaP電流擴展層109優選摻雜濃度為6×10¹⁸cm^-3，第二P-GaP電流擴展層109上的第三P-GaP電流擴展層110優選摻雜濃度為2×10¹⁹cm^-3。?