[实用新型]一种改善电流扩展效率的发光二极管

说明书

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：