專利名稱：一種可提高發(fā)光亮度及色純度的被動(dòng)波導(dǎo)發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其是可提高發(fā)光亮度及色純度的被動(dòng)波導(dǎo)發(fā)光二極管。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管已被用于顯示、裝飾、通訊等腰三角形廣泛的經(jīng)濟(jì)生活中。通過采用不同的半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)，發(fā)光二極管能夠覆蓋從紫外到紅外的全色范圍，并使其發(fā)光效率和亮度不斷提高。如專利申請(qǐng)?zhí)枮?9109772.6的發(fā)明專利公開的可提高發(fā)光亮度的發(fā)光二極管。
發(fā)光二極管的常規(guī)結(jié)構(gòu)如圖一，包括一個(gè)基板，第一種導(dǎo)電性載流子注入限制層，控制發(fā)光波長(zhǎng)的活化層，第二種導(dǎo)電性和載流子注入限制層，以及電流擴(kuò)展層。對(duì)于不透明的基板，為避免光被不透明的基板吸收，常在基板及第一種導(dǎo)電性載流子注入限制層之間，插入布拉格反射層，將輻射光反射到發(fā)光表面方向。電流擴(kuò)展層采用透光性較好的導(dǎo)電性材料，避免光的吸收，同時(shí)達(dá)到電流擴(kuò)展的目的。如鋁鎵銦磷系列發(fā)光二極管采用磷化鎵作為擴(kuò)展層；氮化鎵系列發(fā)光二極管采用透明金屬電極作為電流擴(kuò)展層。常規(guī)發(fā)光二極管由于其結(jié)構(gòu)特征，折射率在活化層較大，側(cè)向輻射光光場(chǎng)主要頒布在活化層區(qū)域，如圖二所示鋁鎵砷發(fā)光二極管的光場(chǎng)分布(其中實(shí)線部分為鋁部份)。由于活化層帶隙，與輻射光重疊，活化層對(duì)側(cè)向輻射光向長(zhǎng)波方向移動(dòng)。此物理現(xiàn)象造成發(fā)光二極管正向發(fā)光波長(zhǎng)比側(cè)向發(fā)光波長(zhǎng)短，影響光純度，此現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)黃色發(fā)光二極管側(cè)向輻射光呈橙色。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種被動(dòng)波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)，使輻射光場(chǎng)集中到非活化區(qū)，從而減少了活化層對(duì)輻射光的再吸收，使得側(cè)向光場(chǎng)與正向光場(chǎng)具有相近的光譜分布特性，達(dá)到提高發(fā)光效率及色純度的目的。
一種可提高發(fā)光亮度及色純度的被動(dòng)波導(dǎo)發(fā)光二極管，其特征在于包含有一個(gè)具有第一導(dǎo)電性的半導(dǎo)體基板；一個(gè)形成于該基板上的第一導(dǎo)電性載流子注入限制層；若干個(gè)具有高折射率的被動(dòng)光波導(dǎo)層，此光波導(dǎo)層必須對(duì)輻射光吸收很??；一個(gè)活化層，此活化層可以是多量子阱結(jié)構(gòu)或雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)；一個(gè)第二種導(dǎo)電類型的導(dǎo)電性載流體注入限制層。
本發(fā)明的目的還可通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的可提高發(fā)光亮度及色純度的被動(dòng)波導(dǎo)發(fā)光二極管，具有電流擴(kuò)展層。
本發(fā)明的可提高發(fā)光亮度及色純度的被動(dòng)波導(dǎo)發(fā)光二極管，具有布拉格反射體。
本發(fā)明的可提高發(fā)光亮度及色純度的被動(dòng)波導(dǎo)發(fā)光二極管，被動(dòng)波導(dǎo)層插入第二種導(dǎo)電類型的導(dǎo)電性載流體注入限制層。
本發(fā)明的可提高發(fā)光亮度及色純度的被動(dòng)波導(dǎo)發(fā)光二極管，被動(dòng)波導(dǎo)層插入第一種導(dǎo)電類型的導(dǎo)電性載流體注入限制層。
本發(fā)明的可提高發(fā)光亮度及色純度的被動(dòng)波導(dǎo)發(fā)光二極管，被動(dòng)波導(dǎo)層同時(shí)插入第一種導(dǎo)電類型的導(dǎo)電性載流體注入限制層及第二種導(dǎo)電類型的導(dǎo)電性載流體注入限制層。
經(jīng)過對(duì)活化層和被動(dòng)波導(dǎo)層間距的優(yōu)化，相當(dāng)大的光場(chǎng)能夠被集中到被動(dòng)波導(dǎo)層中，從而減少了活化層對(duì)輻射光的再吸收，使得側(cè)向光場(chǎng)與正向光場(chǎng)具有相近的光譜分布特性，達(dá)到提高發(fā)光效率及色純度的目的。


圖1為現(xiàn)有鋁嫁砷的發(fā)光二極管構(gòu)造剖視圖；圖2為圖1所示發(fā)光二極管的光場(chǎng)分布圖；圖3為本發(fā)明的一種鋁嫁砷發(fā)光二極管構(gòu)造剖視圖；圖4為圖3所示發(fā)光二極管的光場(chǎng)分布圖；圖5為本發(fā)明的另一種鋁嫁砷發(fā)光二極管構(gòu)造剖視圖；圖6為圖5所示發(fā)光二極管的光場(chǎng)分布圖。
具體實(shí)施例參照?qǐng)D3和圖4，本發(fā)明的可提高發(fā)光亮度及色純度的被動(dòng)波導(dǎo)發(fā)光二極管，與常規(guī)發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)相比其顯著差別在于被動(dòng)波導(dǎo)層插入第二種導(dǎo)電類型的導(dǎo)電性載流體注入限制層。即本發(fā)明的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)層依次為鋁嫁砷基板、第一種導(dǎo)電注入限制層、活化層、第二種導(dǎo)電注入限制層、被動(dòng)波導(dǎo)層、第二種導(dǎo)電注入限制層、電流擴(kuò)展層；圖4展示了被動(dòng)波導(dǎo)層對(duì)側(cè)向光場(chǎng)的影響，其中實(shí)線部分為鋁組分，虛線部分為光強(qiáng)分布，經(jīng)過對(duì)活化層和被動(dòng)波導(dǎo)層間距的優(yōu)化，相當(dāng)大的光場(chǎng)能夠被集中到被動(dòng)波導(dǎo)層中，從而減少了活化層對(duì)輻射光的再吸收，使得側(cè)向光場(chǎng)與正向光場(chǎng)具有相近的光譜分布特性，達(dá)到提高發(fā)光效率及色純度的目的。
參照?qǐng)D5和圖6，本發(fā)明的可提高發(fā)光亮度及色純度的被動(dòng)波導(dǎo)發(fā)光二極管，與常規(guī)發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)相比其顯著差別在于被動(dòng)波導(dǎo)層同時(shí)插入第一種及第二種導(dǎo)電類型的導(dǎo)電性載流體注入限制層。即本發(fā)明的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)層依次為鋁嫁砷基板、第一種導(dǎo)電注入限制層、被動(dòng)波導(dǎo)層、第一種導(dǎo)電注入限制層、活化層、第二種導(dǎo)電注入限制層、被動(dòng)波導(dǎo)層、第二種導(dǎo)電注入限制層、電流擴(kuò)展層；圖6展示了被動(dòng)波導(dǎo)層對(duì)側(cè)向光場(chǎng)的影響，其中實(shí)線部分為鋁組分，虛線部分為光強(qiáng)分布，經(jīng)過對(duì)活化層和被動(dòng)波導(dǎo)層間距的優(yōu)化，相當(dāng)大的光場(chǎng)能夠被集中到被動(dòng)波導(dǎo)層中，光場(chǎng)能夠更有效地導(dǎo)離活化層，從而減少了活化層對(duì)輻射光的再吸收，使得側(cè)向光場(chǎng)與正向光場(chǎng)具有相近的光譜分布特性，達(dá)到提高發(fā)光效率及色純度的目的。
權(quán)利要求
1.一種可提高發(fā)光亮度及色純度的被動(dòng)波導(dǎo)發(fā)光二極管，其特征在于包含有一個(gè)具有第一導(dǎo)電性的半導(dǎo)體基板；一個(gè)形成于該基板上的第一導(dǎo)電性載流子注入限制層；若干個(gè)具有高折射率的被動(dòng)光波導(dǎo)層，此光波導(dǎo)層必須對(duì)輻射光吸收很小；一個(gè)活化層，此活化層可以是多量子阱結(jié)構(gòu)或雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)；一個(gè)第二種導(dǎo)電類型的導(dǎo)電性載流體注入限制層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提高發(fā)光亮度及色純度的被動(dòng)波導(dǎo)發(fā)光二極管，其特征是具有電流擴(kuò)展層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提高發(fā)光亮度及色純度的被動(dòng)波導(dǎo)發(fā)光二極管，其特征是具有布拉格反射體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提高發(fā)光亮度及色純度的被動(dòng)波導(dǎo)發(fā)光二極管，其特征是被動(dòng)波導(dǎo)層插入第二種導(dǎo)電類型的導(dǎo)電性載流體注入限制層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提高發(fā)光亮度及色純度的被動(dòng)波導(dǎo)發(fā)光二極管，其特征是被動(dòng)波導(dǎo)層插入第一種導(dǎo)電類型的導(dǎo)電性載流體注入限制層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提高發(fā)光亮度及色純度的被動(dòng)波導(dǎo)發(fā)光二極管，其特征是被動(dòng)波導(dǎo)層同時(shí)插入第一種導(dǎo)電類型的導(dǎo)電性載流體注入限制層及第二種導(dǎo)電類型的導(dǎo)電性載流體注入限制層。
全文摘要
一種可提高發(fā)光亮度及色純度的被動(dòng)波導(dǎo)發(fā)光二極管，其特征在 于包含有一個(gè)具有第一導(dǎo)電性的半導(dǎo)體基板；一個(gè)形成于該基板上的第一導(dǎo)電性載流子注入限制層；若干個(gè)具有高折射率的被動(dòng)光波導(dǎo)層，此光波導(dǎo)層必須對(duì)輻射光吸收很??；一個(gè)活化層，此活化層可以是多量子阱結(jié)構(gòu)或雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)；一個(gè)第二種導(dǎo)電類型的導(dǎo)電性載流體注入限制層；經(jīng)過對(duì)活化層和被動(dòng)波導(dǎo)層間距的優(yōu)化，相當(dāng)大的光場(chǎng)能夠被集中到被動(dòng)波導(dǎo)層中，從而減少了活化層對(duì)輻射光的再吸收，使得側(cè)向光場(chǎng)與正向光場(chǎng)具有相近的光譜分布特性，達(dá)到提高發(fā)光效率及色純度的目的。
文檔編號(hào)H01L33/00GK1567601SQ0313871
公開日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2003年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月23日
發(fā)明者何曉光 申請(qǐng)人:廈門三安電子有限公司