[实用新型]一种改善电流扩展效率的发光二极管无效
申请号: | 200820213577.0 | 申请日: | 2008-11-20 |
公开(公告)号: | CN201417785Y | 公开(公告)日: | 2010-03-03 |
发明(设计)人: | 胡加辉;廖家明;杨仁君;沈志强;朱国雄;江明璋 | 申请(专利权)人: | 世纪晶源科技有限公司 |
主分类号: | H01L33/00 | 分类号: | H01L33/00 |
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地址: | 518107广东省深圳市光明新区*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 改善 电流 扩展 效率 发光二极管 | ||
技术领域
本实用新型涉及半导体器件领域,尤其是涉及一种电流扩展效率得到有效发送的发光二极管。
背景技术
发光二级管(LED)是一类可直接将电能转化为可见光和辐射能的固体发光器件,具有工作寿命长、发光效率高、无污染、重量轻,体积小等优点,目前,LED发展突飞猛进,已广泛应用于户内外显示、汽车灯、景观照明、液晶背光及通用照明等领域。
目前,普通发光二极管芯片结构如图1所示,主要包括:P电极6、N电极7、P型电流扩展层4、有源区3、N型电流扩展层2、透明导电层5、衬底1。从图中可以看出,电流主要集中在电极正下方的有源区部分区域,即所谓的电流拥挤效应,横向扩展比较小,电流分布很不均匀。同时,在此区域电流密度最大,自然发光强度最大;但此区域出射的光绝大部分会被正上方的不透明电极所遮挡,这将导致LED发光、发热不均匀,使用寿命下降等问题。
为了解决LED的上述问题,国内外均提出了各种各样的解决方案。例如,在P型电流扩展层和P型电极之间镀一层绝缘介质用作电流阻挡层8’,结构如图2所示,这样能够减少电极正下方的电流比例。但是从图中可以看出,由于电流阻挡层和有源发光区之间还有P型电流扩展层,所以,电流仍然会从绕过电流阻挡层到P型电极正下方,同样会使电极正下方发光而被正上方的不透明电极所吸收,产生大量热量,影响LED的使用寿命。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种改善电流扩展效率的发光二极管,该发光二极管的热性能、寿命和可靠性高。
为实现上述目的,本实用新型的技术方案是:提供一种改善电流扩展效率的发光二极管,包括层状结构发光二极管外延片,该外延片包括衬底、N型电流扩展层、多量子阱有源发光区、P型电流扩展层、透明导电层、P电极及N电极,其中,所述的P型电流扩展层内形成有一电流阻挡区,该电流阻挡区内设置有电流阻挡层。
更具体地,所述的电流阻挡层是通过离子植入方法把N型掺杂离子植入到P型电流扩展层的下半部分。
更具体地,所述的电流阻挡层是通过离子植入方法把N型掺杂离子植入到P电极的正下方。
更具体地,所述的N型掺杂离子包括硅离子。
与现有技术相比,本实用新型通过在P型电流扩展层内设置有电流阻挡层,它能使P型电极注入的电流横向扩展到电极下方以外的有源发光区,电极下方无电流,不发光,增加了发光效率,减少了焦耳热的产生,提高了器件的热性能、寿命及可靠性。
附图说明
图1是现有技术中的发光二极管的外延片截面结构示意图;
图2是现有技术中经过改进后的发光二极管的外延片截面结构示意图;
图3是本实用新型实施例的发光二极管的外延片截面结构示意图;
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
如图3所示,提供一种改善电流扩展效率的发光二极管外延片,该外延片包括衬底1、N型电流扩展层2、有源发光区3、P型电流扩展层4、透明导电层5、P电极6及N电极7,所述的P型电流扩展层4内形成有一电流阻挡区,该电流阻挡区内设置有电流阻挡层8。由于在LED中,P电极正下方的电流密度很大,该部分电流产生的大量光子不但不能发射到体外,反而由于P电极的遮挡、反射、吸收或在体内吸收,最后在体内变成焦耳热,发热、升温,限制了器件性能的提高及LED的应用。本实用新型实施例在LED的处延片结构中植入电流阻挡层8,大大减少了注入电流在体内的损耗和无效光子的产生,也减少了热的产生,保证了LED热特性和可靠性,提高了LED的寿命。
本实用新型实施例所述的LED外延片结构,在P型电极6正下方的P型电流扩展层4下半部分通过离子植入的方式植入与P型掺杂电性相反的N型掺杂离子,如硅离子,这样就在P型电极6的正下方,贴近多量子阱有源发光区3形成了N型电流阻挡层9。从而使得从P电极6注入的电流经过P型电流扩展层后,被电流阻挡层9阻挡,不能垂直向下运动,而是绕过电流阻挡层9横向扩展,电流自然地流向P电极以外的有源区,大大降低了P电极正下方的电流密度。
本实用新型实施例是通过下列步骤制得:
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