发明名称 垂直几何结构氮化铟镓发光二极体
摘要 本发明揭示一种垂直几何结构发光二极体,其能够在电磁波谱的红色、绿色、蓝色、紫色、及紫外线部份中发光。发光二极体包括一传导碳化矽基底、一氮化铟镓量子井、基底与量子井之间一传导缓冲层、在量子井每一表面上个别的非掺杂氮化镓层、以及垂直几何结构方向的欧姆触点。
申请公布号 TW475275 申请公布日期 2002.02.01
申请号 TW088116006 申请日期 1999.09.16
申请人 克立公司 发明人 凯萨琳玛丽多摩史派;约翰亚当艾德蒙;华–尚柯;海地玛丽迪林格;大卫B.史雷特.二世
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 2.如申请专利范围第1项之垂直几何结构发光二极体,进一步包括一氮化镓(GaN)掺杂层,其位于该缓冲器与该未掺杂之氮化镓(GaN)层之间。3.如申请专利范围第2项之垂直几何结构发光二极体,进一步包括:一氮化铝镓(AlGaN)未掺杂层21,其位于该量子井上该未掺杂之氮化镓(GaN)层表面上,而该量子井则与该基底及缓冲相对;以及一掺杂之氮化铝镓(AlGaN)层,其位于该未掺杂之氮化铝镓(AlGaN)层上。4.如申请专利范围第3项之垂直几何结构发光二极体,进一步包括一掺杂之氮化镓(GaN)层,其位于该掺杂之氮化铝镓(AlCaN)层上。5.如申请专利范围第4项之垂直几何结构发光二极体,其中:该基底、该缓冲层、及邻接该缓冲的该氮化镓(GaN)层都是N型;以及该氮化铝镓(AlGaN)掺杂层及在其上之氮化镓(GaN)掺杂层都是P型。6.如申请专利范围第1项之垂直几何结构发光二极体,其中该量子井包括一多量子井。7.一种像素,其包括发光二极体,能够在电磁波谱的红色、绿色、蓝色、紫色、及紫外线部份中发光,该发光二极体包括:一传导碳化矽基底;一氮化铟镓(InGaN)量子井;一在该基底与该量子井之间的传导缓冲层;以及一个别的未掺杂之氮化镓(GaN)层,其位于该量子井每层表面上;以及垂直几何结构方向的欧姆触点。8.一种显示幕,其包括许多像素,每一像素包括一发光二极体,能够在电磁波谱的红色、绿色、蓝色、紫色、及;紫外线部份中发光,该发光二极体包括:一传导碳化矽基底;一氮化铟镓(InGaN)量子井;一在该基底与该量子井之间的传导缓冲层;以及一个别的未掺杂之氮化镓(GaN)层,其位于该量子井每层表面上;以及垂直几何结构方向的欧姆触点。9.一种垂直几何结构发光三极体,其能够在电磁波谱的红色、绿色、蓝色、紫色、及紫外线部份中发光,该发光二极体包括:一N型碳化矽基底;一N型传导缓冲层,其位于该基底上;一氮化镓(GaN)的第一层,其位于该N型传导缓冲层上;一氮化镓(GaN)的第二层,其位于该未掺杂之第一氮化镓(GaN)层;一氮化铟镓(InGaN)量子井,其位于该第二氮化镓(GaN)层上;一氮化镓(GaN)的第三层,其位于该未掺杂之量子井上;一氮化铝镓(AlGaN)的第一层,其位于未掺杂之第三氮化镓(GaN)层上;一氮化铝镓(AlGaN)层的第二层,其为P型,位于该第一氮化铝镓(AlGaN)层上;一第四氮化镓(GaN)层,其为P型,其位于该第二氮化铝镓(AlGaN)层上;一该基底的欧姆触点;以及一该氮化镓(GaN)层的欧姆触点。10.如申请专利范围第9项之垂直几何结构发光二极体,其中该基底的该欧姆触点包括镍,且该P型氮化镓(GaN)层的该欧姆触点是铂。11.如申请专利范围第9项之垂直几何结构发光二极体,其中该传导缓冲层是N型氮化铝镓(AlGaN)。12.如申请专利范围第9项之垂直几何结构发光二极体,其中该量子井本质上是N型。13.如申请专利范围第9项之垂直几何结构发光二极体,其中该量子井是多量子井。14.如申请专利范围第9项之垂直几何结构发光二极体,其中该第一氮化镓(GaN)层掺杂矽。15.如申请专利范围第9项之垂直几何结构发光二极体,其中该第四氮化镓(GaN)层及该第二氮化铝镓(AlGaN)层掺杂镁。16.一种像素,其包括一发光二极体,能够在电磁波谱的红色、绿色、蓝色、紫色、及紫外线部份中发光,该发光二极体包括:一N型碳化矽基底;一N型传导缓冲层,其位于该基底上;一氮化镓(GaN)的第一层,其位于该N型传导缓冲层上;一氮化镓(GaN)的第二层,其位于该未掺杂之第一氮化镓(GaN)层;一氮化铟镓(InGaN)量子井,其位于该第二氮化镓(GaN)层上;一氮化镓(GaN)的第三层,其位于该未掺杂之量子井上;一氮化铝镓(AlGaN)的第一层,其位于未掺杂之第三氮化镓(GaN)层上;一氮化铝镓(AlGaN)层的第二层,其为P型,位于该第一氮化铝镓(AlGaN)层上;一第四氮化镓(GaN)层,其为P型,其位于该第二氮化铝镓(AlGaN)层上;一该基底的欧姆触点;以及一该氮化镓(GaN)层的欧姆触点。17.一种显示幕,其包括许多像素,每一像素包括一发光二极体,能够在电磁波谱的红色、绿色、蓝色、紫色、及紫外线部份中发光,该发光二极体包括:一N型碳化矽基底;一N型传导缓冲层,其位于该基底上;一氮化镓(GaN)的第一层,其位于该N型传导缓冲层上;一氮化镓(GaN)的第二层,其位于该未掺杂之第一氮化镓(GaN)层;一氮化铟镓(InGaN)量子井,其位于该第二氮化镓(GaN)层上;一氮化镓(GaN)的第三层,其位于该未掺杂之量子井上;一氮化铝镓(AlGaN)的第一层,其位于未掺杂之第三氮化镓(GaN)层上;一氮化铝镓(AlGaN)层的第二层,其为P型,位于该第一氮化铝镓(AlGaN)层上;一第四氮化镓(GaN)层,其为P型,其位于该第二氮化铝镓(AlGaN)层上;一该基底的欧姆触点;以及一该氮化镓(GaN)层的欧姆触点。18.一种用以制造一垂直方向发光二极体之方法,该发光二极体能够在电磁波谱的红色、绿色、蓝色、紫色、及紫外线部份中发光,该方法包括:在氢气中,在碳化矽基底上连续生长一N型传导缓冲层及一N型氮化镓(GaN)层;接着,在氮气中,连续生长一未掺杂之氮化镓(GaN)的薄层、一氮化铟镓(InGaN)量子井、一未掺杂之氮化镓(GaN)的第二薄层、及一未掺杂之氮化铝镓(AlGaN)的薄层;以及接着,在氢气中,连续生长一P型氮化铝镓(AlGaN)层及一P型氮化镓(GaN)层。19.如申请专利范围第18项之方法,其包括将欧姆触点附加到P型氮化镓(GaN)层。20.如申请专利范围第19项之方法,其包括将铂触点附加到P型氮化镓(GaN)层。21.如申请专利范围第18项之方法,其包括将欧姆触点附加到碳化矽基底。22.如申请专利范围第21项之方法,其中包括在被附加之欧姆触点部份增加掺杂碳化矽基底的步骤,而欧姆触点就是之前的附加欧姆触点之步骤中所附加的欧姆触点。23.如申请专利范围第22项之方法,其中增加掺杂的步骤包括离子植入。24.一种发光二极体,包括:一碳化矽基底;一氮化铟镓(InGaN)量子井所构成的一主动层;其特征是大约在470毫微米(nm)产生峰値发射,且其半最大値全宽(full width at half maximum;FWHM)大约25毫微米(nm)或以下。25.一种发光二极体,包括:一碳化矽基底;一氮化铟镓(InGaN)量子井所构成的一主动层;其特征是大约在505毫微米(nm)产生峰値发射,且其半最大値全宽(full width at half maximum;FWHM)大约29毫微米(nm)或以下。26.一种发光二极体,包括:一碳化矽基底;一氮化铟镓(InGaN)量子井所构成的一主动层;其特征是大约在525毫微米(nm)产生峰値发射,且其半最大値全宽(full width at half maximum;FWHM)大约35毫微米(nm)或以下。27.一种发光二极体,包括:一碳化矽基底;一氮化铟镓(InGaN)量子井所构成的一主动层;其特征是大约在2毫安培的正向电流产生大约531毫微米(nm)支配波长的发射。28.一种发光二极体,包括:一碳化矽基底;一氮化铟镓(InGaN)量子井所构成的一主动层;其特征是大约在5毫安培的正向电流产生大约529毫微米(nm)支配波长的发射。29.一种发光二极体,包括:一碳化矽基底;一氮化铟镓(InGaN)量子井所构成的一主动层;其特征是大约在10毫安培的正向电流产生大约527毫微米(nm)支配波长的发射。30.一种发光二极体,包括:一碳化矽基底;一氮化铟镓(InGaN)量子井所构成的一主动层;其特征是大约在20毫安培的正向电流产生大约525毫微米(nm)支配波长的发射。31.一种发光二极体,包括:一碳化矽基底;一氮化铟镓(InGaN)量子井所构成的一主动层;其特征是大约在30毫安培的正向电流产生大约523毫微米(nm)支配波长的发射。图式简单说明:图1说明根据本发明之发光二极体的断面图;图2说明根据本发明及前装置之二极体量子效率的比较标绘图;图3说明支配波长相对于正向电流的标绘图,并比较根据本发明之发光二极体与蓝宝石基底所构成之发光二极体;图4说明半最大値的全宽(full width at half maximum)相对于根据本发明之二极体波长的标绘图,并与蓝宝石基底所构成之二极体比较;以及图5及图6说明根据本发明之两种二极体的电流相对于电压特性的标绘图。
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