发明名称 具有高之外部量子效率之蓝色发光二极体
摘要 本发明揭示一种发光于可见光谱之蓝光部份,具有高之外部量子效率的发光二极体。该二极体系由具有第一导电型之单晶碳化矽底材,于底材上且与底材具有相同导电型之第一碳化矽磊晶层,及于第一磊晶层上且与第一层具有相反导电型之第二碳化矽磊晶层所组成。第一及第二磊晶层形成一p-n接面,及此二极体包含欧姆接触以施加一电位差于p-n接面间。第二磊晶层具有侧壁及一形成二极体上表面之顶面,且此第二磊晶层具有一足够之厚度,以增加此接面由侧壁向外辐射发光的立体角,但低于该第二层发生内吸收之厚度,方不致大量减少二极体上表面之发光。
申请公布号 TW272320 申请公布日期 1996.03.11
申请号 TW083104919 申请日期 1994.05.30
申请人 克立研究公司 发明人 孔华;约翰.A.艾德蒙
分类号 H01L33/00 主分类号 H01L33/00
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1. 一种具有高之外部量子效率之发光二极体,其发光于可见光谱之蓝色部份,该二极体包含:具有第一导电型之单晶碳化矽底材;于该底材上且具有与该底材相同导电型之第一碳化矽磊晶层;于该第一磊晶层上且具有与该第一层相反导电型之第二碳化矽磊晶层;该第一及第二磊晶层形成一p-n接面;及欧姆接触供跨过该p-n接面施加一电位差;其特征为:该第二磊晶层具有侧壁及一形成该二极体上表面之顶面,且该第二磊晶层具有一足够之厚度以增加此接面由该侧壁向外辐射发光之立体角,但低于该第二层发生内吸收之厚度,方不致大量减少该二极体上表面之发光。2. 根据申请专利范围第1项之发光二极体,其中该第二磊晶层具有一约25微米之厚度且该上表面具有一约200200平方微米之面积。3. 根据申请专利范围第1项之发光二极体,其中此具多基型之碳化矽系选自6H、4H及15R之多基型。4. 根据申请专利范围第1项之发光二极体,其中至少该欧姆接触至少有一包含氧化铟锡(ITO)于该第二磊晶层上,该ITO层具有之厚度应足以携带电流至该第二层而使该二极体足以发光,但其薄度仍足以维持几乎全透明。5. 根据申请专利范围第1项之发光二极体,其更进一步包含一介于该第一及第二磊晶层间之碳化矽中间磊晶层,该中间磊晶层具有一与该第一层之导电型相反的补偿导电型,以致该第一磊晶层与该中间磊晶层形成该p-n接面。6. 根据申请专利范围第5项之发光二极体,其中该第一磊晶层更进一步包含一补偿层,邻接于该补偿型第二磊晶层,及一几乎无补偿层,邻接于该底材。7. 根据申请专利范围第5项之发光二极体,其中该第二层为几乎无补偿型。8. 根据申请专利范围第5项之发光二极体,其中该底材为几乎无补偿型。9. 根据申请专利范围第5项之发光二极体,其中该磊晶层形成一台面结构于该底材上。10. 根据申请专利范围第5项之发光二极体,其中该欧姆接触之一包含一种未退火之金属触点邻接于该第二层,该金属触点所形成之反射表面将反射该二极体所发出之光而不会吸收。11. 根据申请专利范围第10项之发光二极体,其中该金属触点系选自铝、金、铂、及银一类。12. 根据申请专利范围第10项之发光二极体,其更进一步包含一种介于该第二层与该未退火金属触点间之高掺杂层,该高掺杂层具有与该第二层相同之导电型,且该高度掺杂层具有一足够之掺杂剂浓度以降低介于该金属触点与该第二磊晶层间之障壁而足以于该未退火金属与该第二磊晶层间提供欧姆行为,该高度掺杂层之薄度应不足以影响掺杂剂浓度,方不致大量减少该第二磊晶层之该上表面之发光。13. 根据申请专利范围第5项之发光二极体,其中该电阻接触之一包含一种邻接于该底材之未退火金属触点,该金属接点所形成之一反射表面将反射该二极体所发出之光而不会吸收。14. 根据申请专利范围第13项之发光二极体,其更进一步包含一种介于该底材与该未退火金属触点间之高度掺杂层,该高度掺杂层具有与该底材相同之导电型,且该高度掺杂层具有一足够之掺杂剂浓度以降低介于该金属触点与该底材间之障壁而足以于该未退火金属与该底材间提供欧姆行为,该高度掺杂剂层之薄度应不足以影响掺杂剂浓度,方不致大量减少该底材之发光。15. 根据申请专利范围第13项之发光二极体,其中该金属触点系选自铝、金、铂及银一类。16. 根据申请专利范围第10项之发光二极体,其中加于该金属触点之热量应足以改良该金属触点之欧姆特性,但低于使该金属触点之反射率大幅降低之热量。图示简单说明:图1为根据本发明第一具体实施例之蓝色LED之横截面概图。图2为根据本发明第二具体实施例之蓝色LED之另一横截面概图。图3为根据本发明之蓝色LED,其相对强度对波长绘图。图4为以微瓦计之辐射通量及以百分比计之外在功率效率对通过二极体之顺向电流(以毫安培计)所绘之组合图。图5为以百分比表示之光输出对沿二极体之方形台面各边,以密耳计所测得之上表面面积之绘图。图6是以百分比表示之光输出对根据本发明之蓝色LEDs顶部磊晶层的厚度(以微米测量)之绘图。图7是以百分比表示之光输出对根据本发明之蓝色LEDs顶部磊晶层的厚度(以微米测量)之第二绘图。图8乃碳化矽之吸收系数对n-型掺杂剂浓度之关系图。且
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