专利名称：一种可提高发光亮度及色纯度的被动波导发光二极管的制作方法
技术领域：
本发明涉及光电子技术领域，尤其是可提高发光亮度及色纯度的被动波导发光二极管。
背景技术：
发光二极管已被用于显示、装饰、通讯等腰三角形广泛的经济生活中。通过采用不同的半导体材料的结构，发光二极管能够覆盖从紫外到红外的全色范围，并使其发光效率和亮度不断提高。如专利申请号为99109772.6的发明专利公开的可提高发光亮度的发光二极管。
发光二极管的常规结构如图一，包括一个基板，第一种导电性载流子注入限制层，控制发光波长的活化层，第二种导电性和载流子注入限制层，以及电流扩展层。对于不透明的基板，为避免光被不透明的基板吸收，常在基板及第一种导电性载流子注入限制层之间，插入布拉格反射层，将辐射光反射到发光表面方向。电流扩展层采用透光性较好的导电性材料，避免光的吸收，同时达到电流扩展的目的。如铝镓铟磷系列发光二极管采用磷化镓作为扩展层；氮化镓系列发光二极管采用透明金属电极作为电流扩展层。常规发光二极管由于其结构特征，折射率在活化层较大，侧向辐射光光场主要颁布在活化层区域，如图二所示铝镓砷发光二极管的光场分布(其中实线部分为铝部份)。由于活化层带隙，与辐射光重叠，活化层对侧向辐射光向长波方向移动。此物理现象造成发光二极管正向发光波长比侧向发光波长短，影响光纯度，此现象严重时会出现黄色发光二极管侧向辐射光呈橙色。
发明内容
本发明提供了一种被动波导的结构，使辐射光场集中到非活化区，从而减少了活化层对辐射光的再吸收，使得侧向光场与正向光场具有相近的光谱分布特性，达到提高发光效率及色纯度的目的。
一种可提高发光亮度及色纯度的被动波导发光二极管，其特征在于包含有一个具有第一导电性的半导体基板；一个形成于该基板上的第一导电性载流子注入限制层；若干个具有高折射率的被动光波导层，此光波导层必须对辐射光吸收很小；一个活化层，此活化层可以是多量子阱结构或双异质结构；一个第二种导电类型的导电性载流体注入限制层。
本发明的目的还可通过以下技术方案实现本发明的可提高发光亮度及色纯度的被动波导发光二极管，具有电流扩展层。
本发明的可提高发光亮度及色纯度的被动波导发光二极管，具有布拉格反射体。
本发明的可提高发光亮度及色纯度的被动波导发光二极管，被动波导层插入第二种导电类型的导电性载流体注入限制层。
本发明的可提高发光亮度及色纯度的被动波导发光二极管，被动波导层插入第一种导电类型的导电性载流体注入限制层。
本发明的可提高发光亮度及色纯度的被动波导发光二极管，被动波导层同时插入第一种导电类型的导电性载流体注入限制层及第二种导电类型的导电性载流体注入限制层。
经过对活化层和被动波导层间距的优化，相当大的光场能够被集中到被动波导层中，从而减少了活化层对辐射光的再吸收，使得侧向光场与正向光场具有相近的光谱分布特性，达到提高发光效率及色纯度的目的。
图1为现有铝嫁砷的发光二极管构造剖视图；图2为图1所示发光二极管的光场分布图；图3为本发明的一种铝嫁砷发光二极管构造剖视图；图4为图3所示发光二极管的光场分布图；图5为本发明的另一种铝嫁砷发光二极管构造剖视图；图6为图5所示发光二极管的光场分布图。
具体实施例参照图3和图4，本发明的可提高发光亮度及色纯度的被动波导发光二极管，与常规发光二极管结构相比其显著差别在于被动波导层插入第二种导电类型的导电性载流体注入限制层。即本发明的发光二极管结构层依次为铝嫁砷基板、第一种导电注入限制层、活化层、第二种导电注入限制层、被动波导层、第二种导电注入限制层、电流扩展层；图4展示了被动波导层对侧向光场的影响，其中实线部分为铝组分，虚线部分为光强分布，经过对活化层和被动波导层间距的优化，相当大的光场能够被集中到被动波导层中，从而减少了活化层对辐射光的再吸收，使得侧向光场与正向光场具有相近的光谱分布特性，达到提高发光效率及色纯度的目的。
参照图5和图6，本发明的可提高发光亮度及色纯度的被动波导发光二极管，与常规发光二极管结构相比其显著差别在于被动波导层同时插入第一种及第二种导电类型的导电性载流体注入限制层。即本发明的发光二极管结构层依次为铝嫁砷基板、第一种导电注入限制层、被动波导层、第一种导电注入限制层、活化层、第二种导电注入限制层、被动波导层、第二种导电注入限制层、电流扩展层；图6展示了被动波导层对侧向光场的影响，其中实线部分为铝组分，虚线部分为光强分布，经过对活化层和被动波导层间距的优化，相当大的光场能够被集中到被动波导层中，光场能够更有效地导离活化层，从而减少了活化层对辐射光的再吸收，使得侧向光场与正向光场具有相近的光谱分布特性，达到提高发光效率及色纯度的目的。
权利要求
1.一种可提高发光亮度及色纯度的被动波导发光二极管，其特征在于包含有一个具有第一导电性的半导体基板；一个形成于该基板上的第一导电性载流子注入限制层；若干个具有高折射率的被动光波导层，此光波导层必须对辐射光吸收很小；一个活化层，此活化层可以是多量子阱结构或双异质结构；一个第二种导电类型的导电性载流体注入限制层。
2.根据权利要求1所述的可提高发光亮度及色纯度的被动波导发光二极管，其特征是具有电流扩展层。
3.根据权利要求1所述的可提高发光亮度及色纯度的被动波导发光二极管，其特征是具有布拉格反射体。
4.根据权利要求1所述的可提高发光亮度及色纯度的被动波导发光二极管，其特征是被动波导层插入第二种导电类型的导电性载流体注入限制层。
5.根据权利要求1所述的可提高发光亮度及色纯度的被动波导发光二极管，其特征是被动波导层插入第一种导电类型的导电性载流体注入限制层。
6.根据权利要求1所述的可提高发光亮度及色纯度的被动波导发光二极管，其特征是被动波导层同时插入第一种导电类型的导电性载流体注入限制层及第二种导电类型的导电性载流体注入限制层。
全文摘要
一种可提高发光亮度及色纯度的被动波导发光二极管，其特征在 于包含有一个具有第一导电性的半导体基板；一个形成于该基板上的第一导电性载流子注入限制层；若干个具有高折射率的被动光波导层，此光波导层必须对辐射光吸收很小；一个活化层，此活化层可以是多量子阱结构或双异质结构；一个第二种导电类型的导电性载流体注入限制层；经过对活化层和被动波导层间距的优化，相当大的光场能够被集中到被动波导层中，从而减少了活化层对辐射光的再吸收，使得侧向光场与正向光场具有相近的光谱分布特性，达到提高发光效率及色纯度的目的。
文档编号H01L33/00GK1567601SQ0313871
公开日2005年1月19日 申请日期2003年6月23日 优先权日2003年6月23日
发明者何晓光 申请人:厦门三安电子有限公司