[发明专利]一种发光元件

说明书

本申请提供了一种发光元件，包括由下而上依序形成的：基底、穿隧接面层、下披覆层、下局限层、主动层、上局限层、上披覆层、窗口层及上电极。本发明利用穿隧接面层而使得窗口层及上电极从传统LED的p型转置为本发明的n型，由于n型窗口层的电阻比p型窗口层的电阻小得多，因此本申请发光元件的窗口层具有低电阻从而有更佳的电流分布功效，有效提高了发光效率。又由于n型上电极的电阻比p型上电极的电阻小得多，因此本发明发光元件的n型上电极相对于传统LED的p型上电极而言，更有利于欧姆接触。

技术领域

本发明涉及光学半导体技术领域，具体为一种发光元件。

背景技术

光学半导体元件例如发光元件，其包含发光二极管(Light-emitting diod e，LED)及激光二极管(Laser Diode，LD)，发光元件是利用磊晶技术在半导体底材上形成p-n接面或p-i-n接面，以达到发光的目的。现有技术中，发光元件(例如LED)是由磊晶形成，其结构由下而上依序包括：基底(Substate)、分布式布拉格反射镜(distributed Braggreflector，DBR)层、下披覆层(lo wer cladding layer)、下局限层(confinement layer)、主动层(active lay er)、上局限层、上披覆层(upper cladding layer)及窗口层(windowlayer)。另有二个接触层(Contact)例如为下电极(electrode)及上电极，在基底的下方则为下电极，至于在窗口层的上方则形成上电极，下电极及上电极分别与基底及窗口层形成欧姆接触(ohmic contact)以对该主动层提供电能并注入载子。下电极、基底、分布式布拉格反射层及下披覆层是第一传导型例如n型，上电极、窗口层及上披覆层是第二传导型例如p型，下局限层、主动层及上局限层则是未掺杂。例如，磷化铝镓铟(AlGaInP)是LED的的磊芯片结构是在砷化镓(GaAs)构成的n型基底上依序生长n型DBR层、n型下披覆层，以及未掺杂AlGaInP构成的下局限层、主动层及上局限层，接着p型上披覆层、磷化镓(GaP)构成的p型窗口层，以及接着GaP构成的p型上电极。

一般而言，窗口层是做为电流分布(Current Spreading)层，这是利用窗口层的高导电率(低电阻)而使电流横向扩散，以提高LED的发光效率。传统LED的窗口层是以镁掺杂(doping)的p型窗口层，其为了提高导电率而以9.0x10¹⁷atoms/cm³的掺杂浓度进行镁(Mg)掺杂，然而p型窗口层的镁掺杂浓度有其限制，镁掺杂浓度的上限值仅能达3.0x10¹⁸atoms/cm³。即是说，目前LED以镁掺杂的p型窗口层无法更进一步降低电阻。另外，以镁进行掺杂存在另外一个问题是，使用镁掺杂易有记忆效应，这使得磊晶制程中的反应腔背景环境维持及浓度设定参数等制程条件不易控制。

p型窗口层伴随而来的是p型上电极，其为p型欧姆接触层，通常是以高的掺杂浓度进行碳(C)掺杂以达到低电阻的要求，例如1.0x10¹⁹atoms/cm³，然而高的碳掺杂浓度在制程上也并不容易控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发光元件，以解决上述背景技术中提出的技术问题。

为实现上述目的，根据本发公开的一个方面，提供了一种发光元件，所述发光元件包括：基底；穿隧接面层，所述穿隧接面层设置于所述基底的上方；下披覆层，所述下披覆层设置于所述穿隧接面层的上方；下局限层，所述下局限层设置于所述下披覆层的上方；主动层，所述主动层设置于所述下局限层的上方；上局限层，所述上局限层设置于所述主动层的上方；上披覆层，所述上披覆层设置于所述上局限层的上方；窗口层，所述窗口层设置于所述上披覆层的上方。

在一种可能的实现方式中，所述窗口层为n型窗口层。

在一种可能的实现方式中，所述穿隧接面层包含重掺杂p型层及重掺杂n型层，所述重掺杂p型层毗邻设置于所述重掺杂n型层的上方。