CN1158714C - 具有分布式接触层的高亮度发光二极管 - Google Patents

Abstract

一种具有分布式接触层的高亮度发光二极管包括：一第一电极；一半导体叠层(stack)，形成于该第一电极上，此半导体叠层提供发光作用；一分布式接触层，形成于该半导体叠层上，此分布式接触层与该半导体叠层间形成欧姆接触；一透明导电层，其形成于该接触层与该半导体叠层上，此透明导电层与该接触层间形成欧姆接触。并与该半导体叠层间形成肖特基势垒；以及一第二电极，形成于该导电层上。

Description

具有分布式接触层的 高亮度发光二极管

技术领域

本发明涉及一种发光二极管，尤其涉及一种高亮度发光二极管。

背景技术

在颁予Biing-Jye Lee等人的美国专利第5,789,768号(其申请人与本案相同)中，揭露如图1显示的发光二极管构造，其中由n型GaAs构成的半导体基底12形成于n型背电极10上，半导体基底12上形成多层的布拉格反射层30，此多层布拉格反射层30宜由AlGaInP或AlGaAs等系列材料构成。叠层结构14形成于反射层30上，此叠层结构14中包含由AlGaInP构成的n型底部束缚层140、AlGaInP构成的活性层142、及由AlGaInP构成的p型顶部束缚层144。一层p型窗户层16形成于顶部束缚层144上，此窗户层16宜由GaP、GaAsP、GaInP、或AlGaAs等透明材料构成。一层p型接触层17形成于窗户层16上，此接触层17宜由GaP、GaAsP、GaInP、或GaAs等材料构成。一层透明导电层19形成于接触层17上，且延伸至接触层17的中央中空部分，并与窗户层16接触而形成肖特基势垒，此导电层19宜由氧化铟、氧化锡、或氧化铟锡等透明材料构成。一p型前电极20形成于导电层19上。

此现有技术的发光二极管的特征在于导电层19与接触层17的接触面形成欧姆接触，而导电层19与窗户层16的接触面形成肖特基势垒，因而自前电极20送出的电流，在导电层19中分布开后，通过该欧姆接触，但不通过该肖特基势垒，向下流至活性层142中，与来自后电极10的电流遭遇，而产生发光作用。

在此现有技术的发光二极管中，虽然能够控制自前电极20送出的电流通过该欧姆接触，但不通过该肖特基势垒，因而能够减小在前电极20正下方的电流与发光作用，以避免前电极20遮蔽光线的不良效果。但是，在其活性层142中产生的光线须透过接触层17发出，而接触层17通常吸收约15％至20％的光线，且接触层17与窗户层16间的介面，也造成吸收光线的不良效果。换言之，若能够减小接触层17在窗户层16上的分布面积，即能够减小接触层17以及接触层17与窗户层16间介面吸收光线的不良效果，进而能够提高发光二极管的亮度。

发明内容

因而，本发明的一目的在于提供一种具有分布式接触层的高亮度发光二极管，藉由减小接触层以及接触层与窗户层间介面所产生吸收光线的不良效果，而达到提高发光二极管亮度的增进功效。

为达此目的，依本发明的一种具有分布式接触层的高亮度发光二极管包括一第一电极；一半导体基底，形成于该第一电极上；一具有第一导电性的第一束缚层，形成于该半导体基底上；一活性层，形成于该第一束缚层上；一具有第二导电性的第二束缚层，形成于该活性层上；一具有第二导电性的窗户层，形成于该第二束缚层上；一分布式接触层，以一预定的分布图案，形成于该窗户层上；一透明导电层，形成于该接触层与该窗户层上，此透明导电层与该接触层间形成欧姆接触，并与该窗户层间形成肖特基势垒；以及一第二电极，形成于该导电层上。

附图说明

兹参考下列图式，详细说明本发明的优选实施例。附图中：

图1为一种现有技术的发光二极管结构的剖面示意图；

图2为依本发明第一优选实施例的一种具有分布式接触层的高亮度发光二极管的剖面示意图；

图3为图2所示的一种具有分布式接触层的高亮度发光二极管的俯视示意图；

图4为依本发明第二优选实施例的一种具有分布式接触层的高亮度发光二极管的俯视示意图。

具体实施方式

兹参照各附图，详细说明本发明。

图2与图3显示依本发明第一优选实施例的发光二极管结构，其中由n型GaAs构成的半导体基底12形成于n型背电极(在本发明中也称为第一电极)10上，半导体基底12上形成多层的布拉格反射层30，此多层布拉格反射层30宜由AlGaInP或AlGaAs等系列材料构成。叠层结构14形成于反射层30上，此叠层结构14中包含由AlGaInP构成的n型底部束缚层(在本发明中也称为第一束缚层)140、AlGaInP构成的活性层142、及由AlGaInP构成的p型顶部束缚层(在本发明中也称为第二束缚层)144。一层p型窗户层16形成于顶部束缚层144上，此窗户层16宜由GaP、GaAsP、GaInP、AlGaInP、或AlGaAs等透明材料构成。如图3中所示，一层颗粒分布式p型接触层17在前电极(也称为第二电极)20(将说明于后)正下方以外的区域，形成于窗户层16上，此接触层17的各颗粒宜由GaP、GaAsP、GaInP、或GaAs等透明材料构成，在此实施例中，各颗粒为圆柱形，其直径例如为8μm，二相邻颗粒间的距离为16μm，一层透明导电层19形成于接触层17的各颗粒上与窗户层16上，透明导电层19与各颗粒间形成欧姆接触，而与窗户层16间形成肖特基势垒，此导电层19宜由氧化铟锡、氧化铟、氧化锡、氧化锌、或氧化镁等透明材料构成。一p型前电极20形成于导电层19上。

若接触层17中各颗粒的尺寸与二相邻颗粒间距离的比值愈大，则各颗粒所产生的导电效果欲佳，但增进的透光效果较小；反之，若各颗粒的尺寸与二相邻颗粒间距离的比值愈小，则各颗粒所产生的导电效果减小，但增进的透光效果优选。因而，选定该比值时，须兼顾导电效果与透光效果，可经由实验，选出优选比值，以获得事实上最佳的二极管发光效果。

由于依本发明第一优选实施例中颗粒分布式p型接触层17的设置，故显然能够减小接触层吸收光线的不良效果，而达到提高发明二极管亮度的增进功效。

本案发明人已成功实施这些优选实施例，并已验证其比该现有技术，能够增加约15％至30％的亮度，从而达到本发明的目的。

以上所述仅为本发明的各优选实施例，本发明的范围不限于这些优选实施例，凡依本发明所做的任何变更，皆属本发明的范围。例如，如图4所示，以一层线条分布式p型接触层在前电极20正下方以外的区域，形成于窗户层16上，以取代依本发明第一优选实施例中颗粒分布式p型接触层17，或颗粒分布式p型接触层17延伸至前电极20正下方，显然都不脱离本发明的精神与范围。

Claims (14)

1.一种具有分布式接触层的高亮度发光二极管包括：

一第一电极；

一半导体叠层(stack)，形成于该第一电极上，此半导体叠层提供发光作用；

一分布式接触层，形成于该半导体叠层上，此分布式接触层与该半导体叠层间形成欧姆接触；

一透明导电层，其形成于该接触层与该半导体叠层上，此透明导电层与该接触层间形成欧姆接触，并与该半导体叠层间形成肖特基势垒；以及

一第二电极，形成于该导电层上。

2.根据权利要求1所述的具有分布式接触层的高亮度发光二极管，其中该半导体叠层包括；

一半导体基底，形成于该第一电极上；

一具有第一导电性的第一束缚层，形成于该半导体基底上；

一活性层，形成于该第一束缚层上；

一具有第二导电性的第二束缚层，形成于该活性层上；以及

一具有第二导电性的窗户层，形成于该第二束缚层上。

3.一种具有分布式接触层的高亮度发光二极管包括：

一第一电极；

一半导体基底，形成于该第一电极上；

一具有第一导电性的第一束缚层，形成于该半导体基底上；

一活性层，形成于该第一束缚层上；

一具有第二导电性的第二束缚层，形成于该活性层上；

一具有第二导电性的窗户层，形成于该第二束缚层上

一分布式接触层，形成于该窗户层上；

一透明导电层，形成于该接触层与该窗户层上，此透明导电层与该接触层间形成欧姆接触，并与该窗户层间形成肖特基势垒；以及

一第二电极，形成于该导电层上。

4.根据权利要求3所述的具有分布式接触层的高亮度发光二极管，其中该分布式接触层包括多个圆柱形接触颗粒，分布于该窗户层上。

5.根据权利要求3所述的具有分布式接触层的高亮度发光二极管，其中该分布式接触层包括多个圆柱形接触颗粒，这些颗粒在该第二电极正下方以外的区域，分布于该窗户层上。

6.根据权利要求3所述的具有分布式接触层的高亮度发光二极管，其中该分布式接触层包括多支接触条，分布于该窗户层上。

7.根据权利要求3所述的具有分布式接触层的高亮度发光二极管，其中该分布式接触层包含复数支接触条，此等接触条系于该第二电极正下方以外的区域，分布于该窗户层上。

8.根据权利要求2-7中任一项所述的一种具有分布式接触层的高亮度发光二极管，其中该活性层包括AlGaInP，该窗户层包括选自于GaP、GaAsP、GaInP、AlGaInP、及AlGaAs所构成材料群组中的一种材料，该接触层包括选自于GaP、GaAsP、GaInP、及GaAs所构成材料群组中的一种材料，该导电层包括选自于氧化铟锡、氧化铟、氧化锡、氧化锌、及氧化镁所构成材料群组中的一种材料，该基底包含GaAs，该第一束缚层包含AlGaInP，该第二束缚层包含AlGaInP，该半导体基底与该叠层结构之间还形成一反射层，此反射层由多层的布拉格反射层(distributed Bragg reflector)构成，该多层的布拉格反射层包括选自于AlGaInP与AlGaAs所构成材料群组中的一种材料。

9.一种具有分布式接触层的高亮度发光二极管包括：

一半导体叠层(stack)，用以提供发光作用，且具有一第一主要表面与一第二主要表面；

一分布式接触层，形成于该半导体叠层的该第一主要表面上，此分布式接触层与该半导体叠层间形成欧姆接触；以及

一透明导电层，其形成于该接触层与该半导体叠层的该第一主要表面上，此透明导电层与该接触层间形成欧姆接触，并与该半导体叠层的该第一主要表面间形成肖特基势垒。

10.根据权利要求9所述的具有分布式接触层的高亮度发光二极管，还包含：

一第一电极，与该透明导电层形成电连接；以及

一第二电极，与该第二主要表面形成电连接。

11.根据权利要求9所述的具有分布式接触层的高亮度发光二极管，其中该分布式接触层包括多个圆柱形接触颗粒，分布于该第一主要表面上。

12.根据权利要求10所述的具有分布式接触层的高亮度发光二极管，其中该分布式接触层包括多个圆柱形接触颗粒，这些颗粒在该第一电极正下方以外的区域，分布于该第一主要表面上。

13.根据权利要求9所述的具有分布式接触层的高亮度发光二极管，其中该分布式接触层包括多支接触条，分布于该第一主要表面上。

14.根据权利要求10所述的具有分布式接触层的高亮度发光二极管，其中该分布式接触层包括多支接触条，这些接触条在该第一电极正下方以外的区域，分布于该第一主要表面上。

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