[实用新型]一种串联PN结发光二极管

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体元器件——发光二极管的生产技术领域。

背景技术

发光二极管(LightEmittingDiode，简称LED)属半导体元器件之一，由于LED具有寿命长、功耗小、体积小、坚固耐用、多色显示、响应时间快、冷光发射、工作温度稳定性好、电压低和有利于环保，已经广泛应用于建筑物外观照明、景观照明、标识与指示性照明、室内空间展示照明、娱乐场所及舞台照明和视频屏幕，随着显示屏采用LED当背光源后，LED将打开了新的应用领域。

传统四元系AlGaInPLED有源区的带宽决定了器件的电压范围在1.8～2.2伏之间，而GaN蓝绿光LED的电压范围在2.8～3.5伏之间，由于电压范围不匹配，电路要单独设计，增加了设计复杂度和成本。

实用新型内容

鉴于上述传统LED的缺点，本实用新型提出一种通过串联可实现电压范围在2.2～3.5V之间的串联PN结发光二极管。

本实用新型包括在基板一侧设置下电极，在基板另一侧依次设置DBR层、N限制层、有源层、P限制层、电流扩展层、欧姆接触层和上电极，其特征在于在P限制层和电流扩展层之间设置相互串联的P型层和N型层。

本实用新型形成了量子阱（MQW）PiN结和串联PN结，PiN结与传统结构一致，串联PN的生长可根据电压的需求，来对外延层的组分、掺杂和厚度进行调整。本实用新型在量子阱的任意一侧串联可调节电压的串联PN结，实现四元系AlGaInP发光二极管的电压可调节，实现电压范围在2.2～3.5V之间，使得产品与蓝绿光的搭配更简单，并拓展了应用领域。

另外，本实用新型还可在欧姆接触层和上电极之间设置ITO层。ITO材料具备良好的导电及透光性能，通常其厚度在1000至5000A的范围内，透过率可以达到90%以上，可以作为增透膜提高透过率。另外，ITO的电导率接近金属，有良好的电流扩展功能。因此，ITO在光电领域有广泛的应用。

附图说明：

图1为传统的正极性LED芯片结构示意图。

图2为传统正极性ITO-LED芯片结构示意图。

图3为本实用新型的一种结构示意图。

图4为本实用新型的另一种结构示意图。

其中：101、201为上电极；102、202为欧姆接触层；103、203为电流扩展层；104、204为P限制层；105、205为有源层；106、206为N限制层；107、207为DBR层；108、208为GaAs基板；109、209为下电极；212为ITO层；301、401为P型层；302、402为N型层。

具体实施方式：

图1和图2为典型的两类产品。

图1显示了在GaAs基板108一侧设置下电极109，在基板108另一侧依次设置DBR层107、N限制层106、有源层105、P限制层104、电流扩展层103、欧姆接触层102和上电极101。

图2显示了在GaAs基板208一侧设置下电极209，在基板208另一侧依次设置DBR层207、N限制层206、有源层205、P限制层204、电流扩展层203、欧姆接触层202、ITO层212和上电极201。

图1为发展最早的产品结构图，目前主要应用于数码点阵，指示领域，图2为ITO技术的产品结构图，因其成本低和性能高的优点，目前应用比较广泛，主要应用于市内显示屏，并可取代图1产品。

本实用新型在量子阱（MQWPiN）的任意一侧串联可调节电压的串联PN结，实现四元系AlGaInP发光二极管的电压可调节，与蓝绿光的搭配更简单，并拓展了应用领域。

实施实例一：