发光二极管结构制造技术

本发明专利技术提供一种发光二极管结构。发光二极管结构包括基板、N型半导体层、发光层以及P型半导体层。N型半导体层配置于基板上。发光层适于发出主要发光波长介于365奈米至490奈米之间的光且配置于N型半导体层上。P型半导体层配置于发光层上，且包括P型氮化铝镓层。P型氮化铝镓层的厚度占整体P型半导体层的厚度的85％以上。

【技术实现步骤摘要】
发光二极管结构本申请是申请人于2014年1月13日提交的、申请号为“201410014540.5”的专利技术名称为“发光二极管结构”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术是有关于一种半导体结构，且特别是有关于一种发光二极管结构。
技术介绍
随着半导体科技的进步，现今的发光二极管已具备了高亮度的输出，加上发光二极管具有省电、体积小、低电压驱动以及不含汞等优点，因此发光二极管已广泛地应用在显示器与照明等领域。一般而言，发光二极管采用宽带隙半导体材料，如氮化镓(GaN)等材料，来进行制造。然而，当发光二极管的发光层放出近UV光或蓝光时，采用氮化镓所形成的P型半导体层会吸收波长约为365～490奈米左右的光，即会吸收近UV光与蓝光，进而影响整体发光二极管的出光效率。
技术实现思路
本专利技术提供一种发光二极管结构，其具有较佳的出光效率。本专利技术的发光二极管结构，其包括基板、N型半导体层、发光层以及P型半导体层。N型半导体层配置于基板上。发光层适于发出主要发光波长介于365奈米至490奈米之间的光且配置于N型半导体层上。P型半导体层配置于发光层上，且包括P型氮化铝镓层。P型氮化铝镓层的厚度占整体P型半导体层的厚度的85％以上。在本专利技术的一实施例中，上述的P型半导体层为P型氮化铝镓层。在本专利技术的一实施例中，上述的P型半导体层还包括P型氮化镓层，配置于P型氮化铝镓层上。P型氮化镓层的厚度占整体P型半导体层的厚度的15％以下。在本专利技术的一实施例中，上述的P型氮化铝镓层包括第一P型氮化铝镓层以及第二P型氮化铝镓层。第一P型氮化铝镓层中的铝含量不同于第二P型氮化铝镓层中的铝含量。在本专利技术的一实施例中，上述的第一P型氮化铝镓层位于第二P型氮化铝镓层与发光层之间，且第一P型氮化铝镓层中的铝含量大于第二P型氮化铝镓层中的铝含量。在本专利技术的一实施例中，上述的第一P型氮化铝镓层的材料为AlxGa1-xN，且x为0.09～0.2。在本专利技术的一实施例中，上述的第二P型氮化铝镓层的材料为AlyGa1-yN，且y为0.01～0.15。在本专利技术的一实施例中，上述的第二P型氮化铝镓层的厚度大于第一P型氮化铝镓层的厚度。在本专利技术的一实施例中，上述的第一P型氮化铝镓层中的P型掺杂浓度大于第二P型氮化铝镓层的P型掺杂浓度。在本专利技术的一实施例中，上述的P型半导体层还包括P型氮化铝铟镓层，配置于P型氮化铝镓层与发光层之间。在本专利技术的一实施例中，上述的N型半导体层为N型氮化镓层。在本专利技术的一实施例中，上述的发光二极管结构，还包括N型电极以及P型电极。N型电极配置于未被发光层所覆盖的N型半导体层上，且与N型半导体层电性连接。P型电极配置于P型半导体层上，且与P型半导体层电性连接。在本专利技术的一实施例中，上述的发光二极管结构还包括透明导电层，配置于P型半导体层上。基于上述，由于本专利技术的P型氮化铝镓层的厚度占整体P型半导体层的厚度的85％以上，因此可以降低P型半导体层吸收发光层所发出的近UV光或蓝光。如此一来，本专利技术的发光二极管结构可具有较佳的出光效率。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。附图说明图1示出为本专利技术的一实施例的一种发光二极管结构的剖面示意图；图2示出为本专利技术的另一实施例的一种发光二极管结构的剖面示意图；图3示出为本专利技术的另一实施例的一种发光二极管结构的剖面示意图；图4示出为本专利技术的另一实施例的一种发光二极管结构的剖面示意图；图5示出为本专利技术的另一实施例的一种发光二极管结构的剖面示意图；图6示出为本专利技术的另一实施例的一种发光二极管结构的剖面示意图。附图标记说明：100a、100b、100c、100d、100e、100f：发光二极管结构；110：基板；120：N型半导体层；130：发光层；140a、140b、140c、140d、140e：P型半导体层；142a、142b、142d：P型氮化铝镓层；142c1、142e1：第一P型氮化铝镓层；142c2、142e2：第二P型氮化铝镓层；144b：P型氮化镓层；144d、144e：P型氮化铝铟镓层；150：N型电极；160：P型电极；170：透明导电层；T1、T2：厚度。具体实施方式图1示出为本专利技术的一实施例的一种发光二极管结构的剖面示意图。请参考图1，在本实施例中，发光二极管结构100a包括基板110、N型半导体层120、发光层130以及P型半导体层140a。N型半导体层120配置于基板110上。发光层130适于发出主要发光波长介于365奈米至490奈米之间的光且配置于N型半导体层120上。P型半导体层140a配置于发光层130上，且包括P型氮化铝镓层142a。P型氮化铝镓层142a的厚度占整体P型半导体层140a的厚度的85％以上。详细来说，在本实施例中，基板110例如是蓝宝石基板，而发光层130例如是氮化镓/氮化铟镓的量子井结构，但并不以此为限。N型半导体层120位于基板110与发光层130之间，且N型半导体层120的一部分暴露于发光层130之外。此处，N型半导体层120具体为N型氮化镓层。如图1所示，本实施例的P型半导体层140a具体为P型氮化铝镓层142a，意即整层的P型半导体层140a是由单一材料，即氮化铝镓，所形成。较佳地，P型氮化铝镓层142a的厚度为30奈米至100奈米。此外，本实施例的发光二极管结构100a还包括N型电极150以及P型电极160，其中N型电极150配置于未被发光层130所覆盖的N型半导体层120上且与N型半导体层120电性连接，而P型电极160配置于P型半导体层140a上且与P型半导体层140a电性连接。由上述元件的配置可得知，本实施例的发光二极管结构100a具体为蓝色发光二极管结构。由于本实施例P型半导体层140a具体为P型氮化铝镓层142a，且P型氮化铝镓层142a材料特性并不会吸收近UV光或蓝色光波段的光线。因此，当发光层130发出光线时，光线可直接通过P型半导体层140a且不会被吸收。如此一来，本实施例的发光二极管结构100a可具有较佳的出光效率。在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同
技术实现思路
的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。图2示出为本专利技术的另一实施例的一种发光二极管结构的剖面示意图。请参考图2，本实施例的发光二极管结构100b与图1的发光二极管结构100a相似，但二者主要差异之处在于：本实施例的P型半导体层140b是由P型氮化铝镓层142b以及P型氮化镓层144b所组成，其中P型氮化镓层144b配置于P型氮化铝镓层142b上。特别是，在本实施例中，P型氮化铝镓层142b的厚度占整体P型半导体层140b的厚度的85％以上，换言之，P型氮化镓层144b的厚度占整体P型半导体层140b的厚度的15％以下。较佳地，P型氮化镓层144b的厚度小于10奈米。由于本实施例P型氮化铝镓层142b的厚度占整体P型半导体层140b的厚度的85％以上，且P型氮化铝镓层142b材料特性并不会吸收蓝色光波段的光线。依据比尔-朗伯定律(Beer–Lambertlaw)可得知，当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管结构，其特征在于，包括：N型半导体层；发光层，配置于所述N型半导体层上；第一P型半导体层，配置于所述发光层上且包含铝；以及第二P型半导体层，配置于所述第一P型半导体层上且包含铝，其中所述第一P型半导体层的铝含量大于所述第二P型半导体层的铝含量，且所述第一P型半导体层的掺质浓度大于所述第二P型半导体层的掺质浓度。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管结构，其特征在于，包括：N型半导体层；发光层，配置于所述N型半导体层上；第一P型半导体层，配置于所述发光层上且包含铝；以及第二P型半导体层，配置于所述第一P型半导体层上且包含铝，其中所述第一P型半导体层的铝含量大于所述第二P型半导体层的铝含量，且所述第一P型半导体层的掺质浓度大于所述第二P型半导体层的掺质浓度。2.根据权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，还包括第三P型半导体层，配置于所述第二P型半导体层上，且所述第三P型半导体层的厚度占整体所述P型半导体层的厚度的15％以下。3.根据权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，所述第一P型半导体层的材料为AlxGa1-xN，其中x为0.09～0.2。4.根据权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，所述第二P型半导体层的材料为AlyGa1-yN，其中的y为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉柱，
申请(专利权)人：新世纪光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71