[實用新型]一種串聯PN結發光二極管

有效

• 申請號: 201521073125.3
• 申請日: 2015-12-22
• 公開（公告）號: CN205303502U
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 楊凱;徐洲;何勝;李波;李俊承;李洪雨;林鴻亮;張雙翔;張永
• 申請（專利權）人: 揚州乾照光電有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/42
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 江平

技術領域

本實用新型涉及半導體元器件——發光二極管的生產技術領域。

背景技術

發光二極管(LightEmittingDiode，簡稱LED)屬半導體元器件之一，由于LED具有壽命長、功耗小、體積小、堅固耐用、多色顯示、響應時間快、冷光發射、工作溫度穩定性好、電壓低和有利于環保，已經廣泛應用于建筑物外觀照明、景觀照明、標識與指示性照明、室內空間展示照明、娛樂場所及舞臺照明和視頻屏幕，隨著顯示屏采用LED當背光源后，LED將打開了新的應用領域。

傳統四元系AlGaInPLED有源區的帶寬決定了器件的電壓范圍在1.8～2.2伏之間，而GaN藍綠光LED的電壓范圍在2.8～3.5伏之間，由于電壓范圍不匹配，電路要單獨設計，增加了設計復雜度和成本。

實用新型內容

鑒于上述傳統LED的缺點，本實用新型提出一種通過串聯可實現電壓范圍在2.2～3.5V之間的串聯PN結發光二極管。

本實用新型包括在基板一側設置下電極，在基板另一側依次設置DBR層、N限制層、有源層、P限制層、電流擴展層、歐姆接觸層和上電極，其特征在于在P限制層和電流擴展層之間設置相互串聯的P型層和N型層。

本實用新型形成了量子阱（MQW）PiN結和串聯PN結，PiN結與傳統結構一致，串聯PN的生長可根據電壓的需求，來對外延層的組分、摻雜和厚度進行調整。本實用新型在量子阱的任意一側串聯可調節電壓的串聯PN結，實現四元系AlGaInP發光二極管的電壓可調節，實現電壓范圍在2.2～3.5V之間，使得產品與藍綠光的搭配更簡單，并拓展了應用領域。

另外，本實用新型還可在歐姆接觸層和上電極之間設置ITO層。ITO材料具備良好的導電及透光性能，通常其厚度在1000至5000A的范圍內，透過率可以達到90%以上，可以作為增透膜提高透過率。另外，ITO的電導率接近金屬，有良好的電流擴展功能。因此，ITO在光電領域有廣泛的應用。

附圖說明：

圖1為傳統的正極性LED芯片結構示意圖。

圖2為傳統正極性ITO-LED芯片結構示意圖。

圖3為本實用新型的一種結構示意圖。

圖4為本實用新型的另一種結構示意圖。

其中：101、201為上電極；102、202為歐姆接觸層；103、203為電流擴展層；104、204為P限制層；105、205為有源層；106、206為N限制層；107、207為DBR層；108、208為GaAs基板；109、209為下電極；212為ITO層；301、401為P型層；302、402為N型層。

具體實施方式：

圖1和圖2為典型的兩類產品。

圖1顯示了在GaAs基板108一側設置下電極109，在基板108另一側依次設置DBR層107、N限制層106、有源層105、P限制層104、電流擴展層103、歐姆接觸層102和上電極101。

圖2顯示了在GaAs基板208一側設置下電極209，在基板208另一側依次設置DBR層207、N限制層206、有源層205、P限制層204、電流擴展層203、歐姆接觸層202、ITO層212和上電極201。

圖1為發展最早的產品結構圖，目前主要應用于數碼點陣，指示領域，圖2為ITO技術的產品結構圖，因其成本低和性能高的優點，目前應用比較廣泛，主要應用于市內顯示屏，并可取代圖1產品。

本實用新型在量子阱（MQWPiN）的任意一側串聯可調節電壓的串聯PN結，實現四元系AlGaInP發光二極管的電壓可調節，與藍綠光的搭配更簡單，并拓展了應用領域。

實施實例一：