[发明专利]发光二极管装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管装置，特别涉及一种三族氮化物发光二极管装置。

背景技术

传统发光二极管可以为同质接面(homojunction)结构或者异质接面(heterojunction)结构。同质接面结构的发光二极管主要包含n型掺杂层及p型掺杂层，这两层的材料相同，因此具有相同的能隙(energy gap)。p型掺杂层与n型掺杂层之间会形成p-n接面。

异质接面结构的发光二极管主要包含下包覆(cladding)层、主动层及上包覆层。上/下包覆层与主动层使用不同材料，因此具有相异的能隙。藉此，载子可被局限于主动层以形成井区。

异质接面结构的发光二极管是目前发光二极管的主流，通常会在主动层使用单一量子井(single quantum well，SQW)或多重量子井(multiple quantum well，MQW)架构，其能隙小于包覆层的能隙，因而得以提高电子电洞的再结合速率，用以提升发光二极管的发光效率及光发射输出。虽然多重量子井(MQW)的光输出远比单一量子井(SQW)来得大，然而，由于总厚度的增加造成串联电阻的提高，因而造成正向电压也跟着变大。

鉴于传统发光二极管的量子井架构具有上述的限制，因而无法有效缩短光激发光生命期(photoluminescence lifetime，PL lifetime)及载子溢流的机率，使得量子井中电子与电洞的辐射再结合(radiactive recombination)速率无法有效提高。

因此，亟需提出一种新颖的量子井架构，用以提升发光二极管的发光效率及光发射输出。

发明内容

根据本发明的一实施例，至少一个发光二极管单元包含至少一个发光二极管，发光二极管包含n侧氮化物半导体层、p侧氮化物半导体层及主动层，该主动层位于n侧氮化物半导体层与p侧氮化物半导体层之间。主动层具有一个或多个井层，且上述一个或多个井层中至少一个井层为多层结构。

附图说明

图1A显示本发明实施例的发光二极管装置的剖面示意图。

图1B显示传统发光二极管装置的剖面示意图。

图1C显示本发明另一实施例的发光二极管装置的剖面示意图。

图2A例示图1B所示发光二极管的能带图。

图2B例示图1C所示发光二极管的能带图。

图3例示图1B发光二极管与图1C发光二极管的内部量子效率(IQE)的比较。

图4显示本发明另一实施例的发光二极管装置的剖面图。

图5显示发光二极管装置的立体示意图。

主要组件符号说明

1    第一发光二极管

2    第二发光二极管

11   n侧氮化物半导体层

12   第一中间层

121  氮化铝镓子层

122  氮化铟镓子层

13   主动层

131    井层

1311   第一子井层

1312   第二子井层

132    井障层

14     第二中间层

141    氮化镓子层

142    氮化铟镓子层

15     p侧氮化物半导体层

20     发光二极管单元

22     焊线

24     基板

25     第一电极

27     第二电极

29     电源供应器

31     单一量子井的发光二极管的IQE

32     超晶格量子井的发光二极管的IQE

40     第一电极

41     n侧氮化物半导体层

42     主动层

43     p侧氮化物半导体层

44     穿隧接面

50     第二电极

51     n侧氮化物半导体层

52     主动层

53     p侧氮化物半导体层

具体实施方式