專(zhuān)利名稱(chēng)：具有分布式接觸層的高亮度發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管，尤其涉及一種高亮度發(fā)光二極管。
在頒予Biing-Jye Lee等人的美國(guó)專(zhuān)利第5,789,768號(hào)(其申請(qǐng)人與本案相同)中，揭露如

圖1顯示的發(fā)光二極管構(gòu)造，其中由n型GaAs構(gòu)成的半導(dǎo)體基底12形成于n型背電極10上，半導(dǎo)體基底12上形成多層的布拉格反射層30，此多層布拉格反射層30宜由AlGaInP或AlGaAs等系列材料構(gòu)成。疊層結(jié)構(gòu)14形成于反射層30上，此疊層結(jié)構(gòu)14中包含由AlGaInP構(gòu)成的n型底部束縛層140、AlGaInP構(gòu)成的活性層142、及由AlGaInP構(gòu)成的p型頂部束縛層144。一層p型窗戶層16形成于頂部束縛層144上，此窗戶層16宜由GaP、GaAsP、GaInP、或AlGaAs等透明材料構(gòu)成。一層p型接觸層17形成于窗戶層16上，此接觸層17宜由GaP、GaAsP、GaInP、或GaAs等材料構(gòu)成。一層透明導(dǎo)電層19形成于接觸層17上，且延伸至接觸層17的中央中空部分，并與窗戶層16接觸而形成肖特基勢(shì)壘，此導(dǎo)電層19宜由氧化銦、氧化錫、或氧化銦錫等透明材料構(gòu)成。一p型前電極20形成于導(dǎo)電層19上。
此現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光二極管的特征在于導(dǎo)電層19與接觸層17的接觸面形成歐姆接觸，而導(dǎo)電層19與窗戶層16的接觸面形成肖特基勢(shì)壘，因而自前電極20送出的電流，在導(dǎo)電層19中分布開(kāi)后，通過(guò)該歐姆接觸，但不通過(guò)該肖特基勢(shì)壘，向下流至活性層142中，與來(lái)自后電極10的電流遭遇，而產(chǎn)生發(fā)光作用。
在此現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光二極管中，雖然能夠控制自前電極20送出的電流通過(guò)該歐姆接觸，但不通過(guò)該肖特基勢(shì)壘，因而能夠減小在前電極20正下方的電流與發(fā)光作用，以避免前電極20遮蔽光線的不良效果。但是，在其活性層142中產(chǎn)生的光線須透過(guò)接觸層17發(fā)出，而接觸層17通常吸收約15％至20％的光線，且接觸層17與窗戶層16間的介面，也造成吸收光線的不良效果。換言之，若能夠減小接觸層17在窗戶層16上的分布面積，即能夠減小接觸層17以及接觸層17與窗戶層16間介面吸收光線的不良效果，進(jìn)而能夠提高發(fā)光二極管的亮度。
因而，本發(fā)明的一目的在于提供一種具有分布式接觸層的高亮度發(fā)光二極管，藉由減小接觸層以及接觸層與窗戶層間介面所產(chǎn)生吸收光線的不良效果，而達(dá)到提高發(fā)光二極管亮度的增進(jìn)功效。
為達(dá)此目的，依本發(fā)明的一種具有分布式接觸層的高亮度發(fā)光二極管包括一第一電極；一半導(dǎo)體基底，形成于該第一電極上；一具有第一導(dǎo)電性的第一束縛層，形成于該半導(dǎo)體基底上；一活性層，形成于該第一束縛層上；一具有第二導(dǎo)電性的第二束縛層，形成于該活性層上；一具有第二導(dǎo)電性的窗戶層，形成于該第二束縛層上；一分布式接觸層，以一預(yù)定的分布圖案，形成于該窗戶層上；一透明導(dǎo)電層，形成于該接觸層與該窗戶層上，此透明導(dǎo)電層與該接觸層間形成歐姆接觸，并與該窗戶層間形成肖特基勢(shì)壘；以及一第二電極，形成于該導(dǎo)電層上。
茲參考下列圖式，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。附圖中圖1為一種現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；圖2為依本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的一種具有分布式接觸層的高亮度發(fā)光二極管的剖面示意圖；圖3為圖2所示的一種具有分布式接觸層的高亮度發(fā)光二極管的俯視示意圖；圖4為依本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的一種具有分布式接觸層的高亮度發(fā)光二極管的俯視示意圖。
茲參照各附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
圖2與圖3顯示依本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中由n型GaAs構(gòu)成的半導(dǎo)體基底12形成于n型背電極10上，半導(dǎo)體基底12上形成多層的布拉格反射層30，此多層布拉格反射層30宜由AlGaInP或AlGaAs等系列材料構(gòu)成。疊層結(jié)構(gòu)14形成于反射層30上，此疊層結(jié)構(gòu)14中包含由AlGaInP構(gòu)成的n型底部束縛層140、AlGaInP構(gòu)成的活性層142、及由AlGaInP構(gòu)成的p型頂部束縛層144。一層p型窗戶層16形成于頂部束縛層144上，此窗戶層16宜由GaP、GaAsP、GaInP、AlGaInP、或AlGaAs等透明材料構(gòu)成。如圖3中所示，一層顆粒分布式p型接觸層17在前電極20(將說(shuō)明于后)正下方以外的區(qū)域，形成于窗戶層16上，此接觸層17的各顆粒宜由GaP、GaAsP、GaInP、或GaAs等透明材料構(gòu)成，在此實(shí)施例中，各顆粒為圓柱形，其直徑例如為8μm，二相鄰顆粒間的距離為16μm，一層透明導(dǎo)電層19形成于接觸層17的各顆粒上與窗戶層16上，透明導(dǎo)電層19與各顆粒間形成歐姆接觸，而與窗戶層16間形成肖特基勢(shì)壘，此導(dǎo)電層19宜由氧化銦錫、氧化銦、氧化錫、氧化鋅、或氧化鎂等透明材料構(gòu)成。一p型前電極20形成于導(dǎo)電層19上。
若接觸層17中各顆粒的尺寸與二相鄰顆粒間距離的比值愈大，則各顆粒所產(chǎn)生的導(dǎo)電效果欲佳，但增進(jìn)的透光效果較??；反之，若各顆粒的尺寸與二相鄰顆粒間距離的比值愈小，則各顆粒所產(chǎn)生的導(dǎo)電效果減小，但增進(jìn)的透光效果優(yōu)選。因而，選定該比值時(shí)，須兼顧導(dǎo)電效果與透光效果，可經(jīng)由實(shí)驗(yàn)，選出優(yōu)選比值，以獲得事實(shí)上最佳的二極管發(fā)光效果。
由于依本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例中顆粒分布式p型接觸層17的設(shè)置，故顯然能夠減小接觸層吸收光線的不良效果，而達(dá)到提高發(fā)明二極管亮度的增進(jìn)功效。
本案發(fā)明人已成功實(shí)施這些優(yōu)選實(shí)施例，并已驗(yàn)證其比該現(xiàn)有技術(shù)，能夠增加約15％至30％的亮度，從而達(dá)到本發(fā)明的目的。
以上所述僅為本發(fā)明的各優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的范圍不限于這些優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明所做的任何變更，皆屬本發(fā)明的范圍。例如，如圖4所示，以一層線條分布式p型接觸層18在前電極20正下方以外的區(qū)域，形成于窗戶層16上，以取代依本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例中顆粒分布式p型接觸層17，或顆粒分布式p型接觸層17延伸至前電極20正下方，顯然都不脫離本發(fā)明的精神與范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有分布式接觸層的高亮度發(fā)光二極管包括一第一電極；一半導(dǎo)體疊層(stack)，形成于該第一電極上，此半導(dǎo)體疊層提供發(fā)光作用；一分布式接觸層，形成于該半導(dǎo)體疊層上，此分布式接觸層與該半導(dǎo)體疊層間形成歐姆接觸；一透明導(dǎo)電層，其形成于該接觸層與該半導(dǎo)體疊層上，此透明導(dǎo)電層與該接觸層間形成歐姆接觸，并與該半導(dǎo)體疊層間形成肖特基勢(shì)壘；以及一第二電極，形成于該導(dǎo)電層上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有分布式接觸層的高亮度發(fā)光二極管，其中該半導(dǎo)體疊層包括；一半導(dǎo)體基底，形成于該第一電極上；一具有第一導(dǎo)電性的第一束縛層，形成于該半導(dǎo)體基底上；一活性層，形成于該第一束縛層上；一具有第二導(dǎo)電性的第二束縛層，形成于該活性層上；以及一具有第二導(dǎo)電性的窗戶層，形成于該第二束縛層上。
3.一種具有分布式接觸層的高亮度發(fā)光二極管包括一第一電極；一半導(dǎo)體基底，形成于該第一電極上；一具有第一導(dǎo)電性的第一束縛層，形成于該半導(dǎo)體基底上；一活性層，形成于該第一束縛層上；一具有第二導(dǎo)電性的第二束縛層，形成于該活性層上；一具有第二導(dǎo)電性的窗戶層，形成于該第二束縛層上一分布式接觸層，以一預(yù)定的分布圖案，形成于該窗戶層上；一透明導(dǎo)電層，形成于該接觸層與該窗戶層上，此透明導(dǎo)電層與該接觸層間形成歐姆接觸，并與該窗戶層間形成肖特基勢(shì)壘；以及一第二電極，形成于該導(dǎo)電層上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有分布式接觸層的高亮度發(fā)光二極管，其中該分布式接觸層包括多個(gè)圓柱形接觸顆粒，分布于該窗戶層上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有分布式接觸層的高亮度發(fā)光二極管，其中該分布式接觸層包括多個(gè)圓柱形接觸顆粒，這些顆粒在該第二電極正下方以外的區(qū)域，分布于該窗戶層上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有分布式接觸層的高亮度發(fā)光二極管，其中該分布式接觸層包括多支接觸條分布于該窗戶層上。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有分布式接觸層的高亮度發(fā)光二極管，其中該分布式接觸層包含復(fù)數(shù)支接觸條，此等接觸條系于該第二電極正下方以外的區(qū)域，分布于該窗戶層上。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-7中任一項(xiàng)所述的一種具有分布式接觸層的高亮度發(fā)光二極管，其中該活性層包括AlGaInP，該窗戶層包括選自于GaP、GaAsP、GaInP、AlGaInP、及AlGaAs所構(gòu)成材料群組中的一種材料，該接觸層包括選自于GaP、GaAsP、GaInP、及GaAs所構(gòu)成材料群組中的一種材料，該導(dǎo)電層包括選自于氧化銦錫、氧化銦、氧化錫、氧化鋅、及氧化鎂所構(gòu)成材料群組中的一種材料，該基底包含GaAs，該第一束縛層包含AlGaInP，該第二束縛層包含AlGaInP，該絕緣層包含選自于氧化硅、氮化硅、及氧化鋁所構(gòu)成材料群組中的一種材料，該半導(dǎo)體基底與該疊層結(jié)構(gòu)之間還形成一反射層，此反射層由多層的布拉格反射層(distributed Braggreflector)構(gòu)成，該多層的布拉格反射層包括選自于AlGaInP與AlGaAs所構(gòu)成材料群組中的一種材料。
9.一種具有分布式接觸層的高亮度發(fā)光二極管包括一半導(dǎo)體疊層(stack)，用以提供發(fā)光作用，且具有一第一主要表面與一第二主要表面；一分布式接觸層，依一預(yù)定的分布圖案，形成于該半導(dǎo)體疊層的該第一主要表面上，此分布式接觸層與該半導(dǎo)體疊層間形成歐姆接觸；以及一透明導(dǎo)電層，其形成于該接觸層與該半導(dǎo)體疊層的該第一主要表面上，此透明導(dǎo)電層與該接觸層間形成歐姆接觸，并與該半導(dǎo)體疊層的該第一主要表面間形成肖特基勢(shì)壘。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有分布式接觸層的高亮度發(fā)光二極管，還包含一第一電極，與該透明導(dǎo)電層形成電連接；以及一第二電極，與該第二主要表面形成電連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有分布式接觸層的高亮度發(fā)光二極管，其中該分布式接觸層包括多個(gè)圓柱形接觸顆粒，分布于該第一主要表面上。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具有分布式接觸層的高亮度發(fā)光二極管，其中該分布式接觸層包括多個(gè)圓柱形接觸顆粒，這些顆粒在該第一電極正下方以外的區(qū)域，分布于該第一主要表面上。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有分布式接觸層的高亮度發(fā)光二極管，其中該分布式接觸層包括多支接觸條，分布于該第一主要表面上。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具有分布式接觸層的高亮度發(fā)光二極管，其中該分布式接觸層包括多支接觸條，這些接觸條在該第一電極正下方以外的區(qū)域，分布于該第一主要表面上。
全文摘要
一種具有分布式接觸層的高亮度發(fā)光二極管包括:一第一電極;一半導(dǎo)體疊層(stack),形成于該第一電極上,此半導(dǎo)體疊層提供發(fā)光作用;一分布式接觸層,形成于該半導(dǎo)體疊層上,此分布式接觸層與該半導(dǎo)體疊層間形成歐姆接觸;一透明導(dǎo)電層,其形成于該接觸層與該半導(dǎo)體疊層上,此透明導(dǎo)電層與該接觸層間形成歐姆接觸,并與該半導(dǎo)體疊層間形成肖特基勢(shì)壘;以及一第二電極,形成于該導(dǎo)電層上。
文檔編號(hào)H01S5/00GK1330415SQ0011866
公開(kāi)日2002年1月9日 申請(qǐng)日期2000年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月20日
發(fā)明者謝明勛, 周銘俊, 李秉杰 申請(qǐng)人:晶元光電股份有限公司