[发明专利]一种高亮度发光二极管

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别涉及一种高亮度发光二极管。

背景技术

半导体发光二极管应用日益广泛，特别是在照明方面有取代白炽灯和荧光灯的趋势，但是目前还面临一些技术上的问题，特别是光取出效率比较低。这导致了发光二极管的亮度不足等缺陷。

近年来，为了提高发光二极管的亮度，发展了垂直结构的发光二极管，相对于正装结构的发光二极管来说，垂直结构的发光二极管诸多优点。垂直结构发光二极管的两个电极分别处于发光二极管的两侧，电流几乎全部垂直流过外延层，没有横向流动的电流，因此电流分布均匀，产生的热量相对较少。并且由于垂直结构的两个电极处于两侧，因此出光过程中不会受到同侧电极的阻挡，其出光效率更高。

现在较为常见的GaN基发光二极管的结构在蓝宝石衬底上依次具有GaN缓冲层、n型掺杂的GaN层、InGaN/GaN多量子阱、p型掺杂的AlGaN层和p型掺杂的GaN层、n型欧姆接触层，在衬底下具有p型欧姆接触层，这种结构存在以下明显缺点：由于纤锌矿结构的GaN总是沿着[0001]或者[000-1]方向垂直于衬底生长，而这两个方向恰恰是极性轴方向，因此GaN基材料会表现出强烈的晶格极化，这导致InGaN/GaN多量子阱区强烈的极化效应。

发明内容

本发明针对现有技术的问题，提出了一种量子阱材料交替变化的发光二极管结构，通过这种量子阱材料交替变化的结构，增强了对电子和空穴的限制作用，有效提高了发光二极管的发光效率，从而有效提高发光二极管的亮度。

首先对本发明所采用的“上”、“下”进行定义，在本发明中，通过参照附图，本发明所述的“上”为附图中面向附图时垂直向上的方向。本发明所述的“下”为附图中面向附图时垂直向下的方向。

本发明提出的发光二极管结构为：自下往上依次为n型电极、蓝宝石衬底、低温缓冲层、n型掺杂的Al_0.05In_0.05Ga_0.9N层、交替形成的超晶格结构的n-Al_0.05In_0.05Ga_0.9N/n-AI_0.05In_0.05Ga_0.9P多量子阱层、p型掺杂的AlGaN层、p型掺杂的Al_0.1In_0.05Ga_0.85N层、交替形成的超晶格结构的p-Al_0.05In_0.1Ga_0.85N/p-AI_0.05In_0.1Ga_0.85P多量子阱层，透明金属层以及p型电极。

其中，交替形成的n-Al_0.05In_0.05Ga_0.9N/n-AI_0.05In_0.05Ga_0.9P多量子阱层的具体结构为：先形成n-Al_0.05In_0.05Ga_0.9N多量子阱层，然后在该n-Al_0.05In_0.05Ga_0.9N多量子阱层上形成n-AI_0.05In_0.05Ga_0.9P多量子阱层，以该两层作为一个周期，共形成8-15个周期；

其中，交替形成的超晶格结构的p-Al_0.05In_0.1Ga_0.85N/p-AI_0.05In_0.1Ga_0.85P多量子阱层的具体结构为：先形成p-Al_0.05In_0.1Ga_0.85N多量子阱层，然后在该p-Al_0.05In_0.1Ga_0.85N多量子阱层上形成p-AI_0.05In_0.1Ga_0.85P多量子阱层，以该两层作为一个周期，共形成10-20个周期；

附图说明

附图1为本发明提出的高亮度发光二极管结构示意图。

图2为附图1中的局部放大示意图。