CN1670972A - 可增加自发光线射出效率的发光二极管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可增加自发光线射出效率的发光二极管，包含一发光层、一半导体单元，及一可透光的扩散电流单元。该半导体单元设置于该发光层上，该扩散电流单元设置于该半导体单元上，并具有一复合金属层，及一设置于该复合金属层上的铟锡氧化物层，且该复合金属层的厚度极薄而趋近于透明，当施加一电压于该发光二极管上时，该扩散电流单元可使电流扩散均匀，而使该发光层产生多数光子后向外输出光线，以提高该发光二极管的光线输出率。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种发光二极管，具体地说，是涉及一种可增加自发光线射出效率的发光二极管。
【背景技术】
发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)是一种应用光电效应，以外加电压激发电子而放射出光的光电半导体元件。其发光现象可分为三个过程：一、价电带的电子受外来的能量(顺向偏压)而被激发至导电带，同时于价电带中形成一个电洞，进而形成电子-电洞对。二、受激发的电子于导电带中与其他质点碰撞，损失部分能量后接近导电带边缘。三、当位于导电带边缘的电子在价电带觅得电洞时，电子与电洞复合而消失，同时释放出光子。
因为该发光二极管(LED)主要是电子与电洞复合而发光，所以是一种微细的固态光源，不但体积小、寿命长、驱动电压低、反应速率快、耐震性特佳，而且能够配合轻、薄和小型化应用设备的需求，成为日常生活中十分普遍的产品。
发光二极管(LED)在近年来多朝向提高其发光亮度的目标发展，而提高发光二极管亮度的进展归功于外延成长技术的发达，例如以分子束外延法(molecular beam epitaxy，MBE)使磷化铝铟镓(AlGaInP)材料成长在匹配的砷化镓(GaAs)基板，及以有机金属化学气相沉积法(metal-organic chemicalvapor deposition，MOCVD)使氮化镓(GaN)材料成长在蓝宝石(Sapphire)或碳化硅(SiC)基板上，而制成所谓的高亮度发光二极管。
一般的长晶技术，如液态外延技术(Liquid phaseepitaxy，LPE)，是将外延层借由过饱和的外延溶液成长在单晶的基板上，以及氢化物气相外延成长技术(hydride vaporphase epitaxy，HVPE)都无法适当地长出磷化铝铟镓晶体层。而分子束外延法与有机金属化学气相沉积法的外延成长技术虽能够形成高品质的III-V族合金材料，使其借合金材料的异质及多层量子井(multiple quantum wells)结构提高发光二极管内部的量子效率(internal Quantum efficiency)而使发光二极管产生较高的亮度。然而，也伴随产生一些其他的技术问题，因为一般III-V族合金材料较不容易导电，所以无法使施加于该发光二极管的电流能均匀且广阔的延伸，而影响扩散电流的光取出率，以及为使该发光二极管具有高亮度所产生的散热问题。
如图1所示，为一般以磷化铝铟镓材料制成的发光二极管结构，该发光二极管的外延是长在n型砷化镓基板10的顶面上，依序而上的是一n型磷化铝铟镓披覆层13、一发光层14、一双异质结构的p型磷化铝铟镓披覆层15，及一磷化镓窗口层19(15-60μm)。且该发光二极管的最上及最下层的两侧面更分别贴覆一电极层21、22。
使用该磷化镓窗口层19来当作该发光二极管扩散电流的优点是该磷化镓窗口层19趋近于透明，且具有良好的导电性。但是，其缺点是厚度很厚导致制造成本增加。此外，该磷化镓窗口层19并不适合每一种发光二极管的产品结构，例如共振腔式的发光二极管(RCLEDs)，及具有光子晶体的发光二极管(Photonic Crystal LED)就无法应用此类设计。
为改善上述问题，一种具有电传导性且透明的材料-铟锡氧化物(ITO)逐渐被研究与应用在发光二极管中。如图2所示，该发光二极管是使用该铟锡氧化物(ITO)来当作该发光二极管的扩散电流层，在图2中，该铟锡氧化物层20取代图1中的磷化镓窗口层19以作为该发光二极管的扩散电流层。
图2的发光二极管结构与图1类似，相同处不再赘述，惟不同处在于该发光二极管更具有一介于该铟锡氧化物层20与该p型磷化铝铟镓披覆层15间的p型磷化镓层16。该铟锡氧化物层20的可见光范围约可达90％，但是，由于该铟锡氧化物层20的电阻值(约2~5*10-4Ω-cm)比该p型磷化镓层16小100倍，致使该铟锡氧化物层20与该p型磷化镓层16间形成一萧基接触(Schottky contact)，也就是在介面接触的地方会产生一个能障，这个能障的产生会降低该发光二极管的发光效能。
为解决该铟锡氧化物层20与该p型磷化镓层16间的萧基接触问题，有相关技术被提出来。配合图3所示，图3的发光二极管相较于图2，是多增加一介于该n型磷化铝铟镓披覆层13与该n型砷化镓基板10间的布拉格反射镜层12(DistributedBragg Reflector，DBR)，以加强该发光二极管的光取出(Light Extraction)效率。同时，在该铟锡氧化物层20与该p型磷化铝铟镓披覆层15间增加一磷化镓窗口层17，及一砷化镓窗口层18。该磷化镓窗口层17与该砷化镓窗口层18间形成一欧姆接触(Ohmic Contact)，可有效解决图2中发光二极管产生能障的问题，以使该发光二极管的电流扩散更为容易。但是，图3所揭露的技术却使该发光二极管的制程更为复杂，而且在横向接触中电流依然无法均匀地扩散。
另如图4所示，在氮化镓系列发光二极管中，是使用半透明的P型欧姆接触NiO/Au(透明度约60％)作为电流扩散的用途。该发光二极管由下而上依序具有一蓝宝石基板110、一薄的氮化镓结晶层111、一N型氮化镓披覆层112、一发光层113、一P型氮化铝镓披覆层114、一P型氮化镓接触层115，及一铟锡氧化物层117。该铟锡氧化物层117与该N型氮化镓披覆层112的表面上更分别贴覆有二电极层121、122。然而，该发光二极管最主要的缺点是在该铟锡氧化物层117与该P型氮化镓接触层115间依然会形成的萧基接触，使介面接触的地方产生能障，进而降低该发光二极管的发光效能。
由上述可知，不论是磷化铝铟镓系列的发光二极管或是氮化镓系列的发光二极管，在改善电流分布的问题时，会同时遇到出光的困扰。但是，增加光取出效率时，又会遭遇到制作难度与成本的问题。因此，如何使该发光二极管本身尽可能地增加射出的光线以提高亮度，同时又可免于被其他各层吸收而衰减，以及避免增加制作难度与生产成本，乃是业者积极研究发展的课题。
【发明内容】
本发明的目的是在提供是在提供一种具有低电流阻抗并可使电流均匀扩散，及增加自发光线射出效率的高亮度发光二极管。
为达到上述目的，本发明的一种可增加自发光线射出效率的发光二极管，包含一发光层，及一与该发光层连结的半导体单元，其特征在于：
该可增加自发光线射出效率的发光二极管更包含一扩散电流单元，该扩散电流单元设置于该半导体单元上，并具有一复合金属层，及一设置于该复合金属层上的铟锡氧化物层，且该复合金属层的厚度极薄使光线可穿透。
本发明的一种可增加自发光线射出效率的发光二极管，包含一发光层，及一与该发光层连结的半导体单元，其特征在于：
该可增加自发光线射出效率的发光二极管更包含一扩散电流单元，该扩散电流单元设置于该半导体单元上，并具有一厚度小于8nm且可完全透光的复合金属层，及一设置于该复合金属层上的铟锡氧化物层。
本发明的功效在于该扩散电流单元可使电流扩散均匀，而使该发光层产生多数光子后向外输出光线，以提高该发光二极管的光线输出率。
【附图说明】
图1是一剖视示意图，说明一般磷化铝铟镓系列发光二极管。
图2是一剖视示意图，说明一种具有一铟锡氧化物层，及一p型磷化镓层的发光二极管。
图3是一剖视示意图，说明图2的发光二极管更具有一布拉格反射镜的结构。
图4是一剖视示意图，说明一般氮化镓系列发光二极管的结构。
图5是一剖视示意图，说明本发明可增加自发光线射出效率的发光二极管的第一较佳实施例。
图6是该第一较佳实施例的电流-电压实验曲线分布图。
图7是一俯视示意图，说明本发明可增加自发光线射出效率的发光二极管的第二较佳实施例。
图8是图7中该第二较佳实施例的剖视示意图。
图9是一立体示意图，说明该本发明可增加自发光线射出效率的发光二极管的第三较佳实施例。
图10是图9中沿一割面线A所作的剖视示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图及实施例对本发明可增加自发光线射出效率的发光二极管进行详细说明：
如图5所示，本发明可增加自发光线射出效率的发光二极管的第一较佳实施例，主要针对磷化铝铟镓系列的发光二极管来作说明。该发光二极管3包含一基材31、一半导体单元32、一扩散电流单元33、一上电极层34，及一下电极层35。在本较佳实施例中，该基材31是以n型的砷化镓材料所制成。
该半导体单元32与该基材31连接，并具有一设置于该基材31上的n型缓冲层321、一设置于该n型缓冲层321上的布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflector，DBR)322、一设置于该布拉格反射镜322上的n型披覆层323、一设置于该n型披覆层323上的发光层324，及一设置于该发光层324上的p型披覆层325。
该n型缓冲层321是以砷化镓材料所制成。该布拉格反射镜322是以砷化镓铝或磷化铝铟镓系列材料所制成，可用以反射由该砷化镓基板31所吸引的光。该n型披覆层323是以n型的磷化铝铟镓材料所制成。该发光层324可以双异质结构或多层量子井(multiple quantum wells)结构最佳化其内部量子效率。该p型披覆层325是以p型的磷化铝铟镓材料所制成，用以增加电流的注入效果与避免电流侧向扩散。
该扩散电流单元33位于该半导体单元32上，并具有一设置于该p型披覆层325上的扩散电流层331、一设置于该扩散电流层331上的复合金属层332，及一设置于该复合金属层332上的铟锡氧化物层333，且该复合金属层332的厚度极薄而使光线可以完全穿透。该扩散电流层331的厚度较薄，且是以掺杂有高成分的p型磷化镓、极少量的磷化铟镓，或砷化镓材料所制成。
该复合金属层332能借由使用电子束、溅镀，或其他化学沉积技术制成，该复合金属层332至少包括以下一种成分，如钛、金、锌、铟、镍，及铍或此等组合的成分。当该复合金属层332含有钛金属成分时，钛可以增加该复合金属层332与该扩散电流层331的粘着度。附带一提的是，该复合金属层332也可以包括有像是钛/金(Ti/Au)、钛/金-锌(Ti/Au-Zn)、钛/金-铍(Ti/Au-Be)、镍/金(Ni/Au)、金-锌(Au-Zn)、铟-铍(In-Be)，或钛/铟-铍(Ti/In-Be)等成分，并不限于本实施例的说明。而该复合金属层332的厚度是小于8nm，最佳的厚度是介于0.4-8nm之间。
该铟锡氧化物层333能借由使用电子束、溅镀，或其他化学沉积技术制成，其厚度是介于40-1000nm间，并具有超过90％的透光率，及约2~5*10-4Ω-cm的导电系数。
当施加一电压于该发光二极管3上时，该扩散电流单元33可使电流均匀扩散于整个半导体单元32中，而使该发光层324产生多数光子后，向外部输出光线，以提高该发光二极管3的光线射出率。
在整个发光二极管3的制作过程中，是先由下而上依序将该基材31、该半导体单元32，以及该扩散电流单元33制成一层叠相依的多层结构体。然后再将该整个多层结构体在摄氏330~440的温度下，进行快速热处理(RTA)，以帮助该复合金属层332与该铟锡氧化物层333间形成良好的欧姆接触。最后，才在该铟锡氧化物层333及该基材31的表面上各分别贴覆该上、下电极层34、35，以完成该发光二极管3。
配合图6所示，为一针对不同产品结构的磷化铝铟镓系列发光二极管所作的电流-电压特性曲线图，图6中所示(a)曲线为没有该扩散电流单元33结构的发光二极管3，也就是说该上、下电极层34、35是直接设置于该半导体单元32与该基材31的表面上。(b)曲线为本发明第一较佳实施例的发光二极管3。(c)曲线为该铟锡氧化物层333直接设置于该半导体单元32上的发光二极管3。在电流20mA时，该(a)、(b)，及(c)曲线分别量测到2.0V、2.2V，及2.85V的电压。由此，可以清楚地知道(b)曲线较(c)曲线少了0.65V的电压。
如图7、8所示，为本发明可增加自发光线射出效率的发光二极管的第二较佳实施例，主要是针对氮化镓系材料的发光二极管来作说明，该发光二极管4包含：一基材41、一设置于该基材41上的半导体单元42，一设置于该半导体单元42上的扩散电流单元43、一上电极层44，及一下电极层45。
该基材41是一以透明材质如蓝宝石，或碳化硅(SiC)等可透光材料所制成。该半导体单元42主要构成成份是以导电型氮化镓化合物为材料制成，并具有一设置在该基材41上的氮化镓结晶层421、一设置在该氮化镓结晶层421上的n型氮化镓披覆层422、一设置于该n型氮化镓披覆层上422的发光层423、一设置于该发光层423上的p型氮化铝镓披覆层424，及一设置于该p型氮化铝镓披覆层424上的p型氮化镓接触层425。
该扩散电流单元43具有一设置于该p型氮化镓接触层425上的复合金属层431，及一设置于该复合金属层431上的铟钖氧化物层432(ITO Iayer)。
在该第二较佳实施例中，该扩散电流单元43是先利用例如蒸镀(Evaporation)、电子束蒸镀(Electron BeamEvaporation)、溅镀(Sputtering)，或其它相类似的方法，于该p型氮化镓接触层425上，选用如钛/金(Ti/Au)、钛/金-锌(Ti/Au-Zn)、钛/金-铍(Ti/Au-Be)，或镍/金(Ni/Au)等金属元素，或包含上述金属元素所设置的合金为材料，制成该厚度在0.4-8nm间的复合金属层431，使其因厚度极薄而趋近于透明并具有高光线穿透率，同时也具有低导电阻抗的导电需求。接着，再用上述方式，以透明的铟钖氧化物(ITO)形成一位于该复合金属层431上的铟钖氧化物层432，如此始完成该扩散电流单元43。
最后，在该铟钖氧化物层432上贴覆该上电极层44，并以蚀刻的方式将部分扩散电流单元43，及部分半导体单元42的p型氮化镓接触层425、p型氮化铝镓披覆层424，及该发光层423移除后，在显露于外的n型氮化镓披覆层422部分区域上贴覆该下电极层45，以完成该氮化镓系的发光二极管4。
当对该半导体单元42施以适当的电压时，可借该扩散电流单元43的复合金属层431使电流均匀扩散，不但使得该半导体单元42的光电转换效能提升，发出更多光线，同时，由于该扩散电流单元43具有较佳的光线穿透率，可有效减少出光时的吸收，使得本发明第二较佳实施例可增加自发光线射出效率的发光二极管4具有更高的亮度。
如图9、10所示，为本发明可增加自发光线射出效率的发光二极管的第三较佳实施例，主要是借由改变该发光二极管5中光子晶体周期性的排列结构，以得到较佳的光输出率。
该发光二极管5由下而上依序具有一基材511、一布拉格反射镜512、一n型披覆层513、一波导层514、一发光层515、一p型披覆层516、一复合金属层517，及一铟锡氧化物层518。并且在该基材511与该铟锡氧化物层518的表面上，再分别贴覆一上电极层519，及一下电极层520。
在该第三较佳实施例中，该发光层515是具有多层量子井结构并被嵌入在该波导层514中，如图9、10中斜线所示区域即为该波导层514。而该复合金属层517，以及该铟锡氧化物层518则如同前述该第一、二较佳实施例中所描述的复合金属层332、431，与铟锡氧化物层333、432。
接着，以蚀刻方式在该p型披覆层516、该复合金属层517，及该铟锡氧化物层518此三层上形成由多数孔洞531所构成的矩阵，以获得一光子晶体。
首先说明的是，通常该发光二极管5在自发光时，多少会受到内部各层结构间反射的影响，使本身的出光率降低，而光子能隙(photonic band gap)或所谓的光子晶体(photoniccrystal)就是一种被提出来增加该发光二极管5的光取出率的方法。
光子晶体可借由周期性的结构“设计”可以影响光子的行为，这种方式极为类似半导体晶体用于电子的方式。光子晶体对光子而言正如半导体对电子一样，在光子晶体中类似半导体有一个光能隙(Bangap)。只有不在该光能隙能量内的光才能穿透否则要被反射回去，所以在该光子晶体中，有一些能量的光子便无法穿透该光子晶体而要被反射出去。整个观念的核心在于产生一个光子的“能隙”，在此能隙范围内所属的光线频率不存在于此光子晶体内，且此光子能隙会因该光子晶体内周期性结构的排列方式而异。
和半导体不同的是，在半导体材料中原子借由存在于原子间的作用力而自然地周期性排列形成单结晶晶体。而光子晶体却必须透过合成的方式以人为制作。制作具有周期性排列的光子晶体无疑是一项技术难度相当高的挑战，原因在于该光子晶体内的“晶格常数”(Lattice Constant)必须与入射光的波长相近，这表示在光子晶体内“晶格常数”的尺寸约在1微米左右。这个尺寸约比一般半导体结晶材料的晶格常数还要大约2000倍，但却只是人类头发直径的百分之一大小，在制作技术上仍存有相当的困难度。
一般而言，光子晶体是由不同介电常数的材料所构成，例如将含有约微米尺寸的空气以周期性排列于光折射率(Refractive Index)相异的材料中时，即可制成所谓的光子晶体(Inverse Opal)。当该材料的折射率与空气的差异足够大时，在该光子晶体中就会形成所谓的光子能隙。光子晶体即为该介电材料中存在有适当比例(即空气与基材的体积比值)的空气填充周期性排列的光能隙材料。
由上述可知，由于该铟锡氧化物层518的本身即具有的高透光性及良好的导电性，所以恰可供该光子晶体使用。在该第三较佳实施例中，该多数孔洞531的直径是介于80-300nm之间，且晶格常数的尺寸介于100-400nm间。该光子晶体的晶格图案501可以如图9中虚线所构成的三角形，但也可以是矩形或六角形等其他形状，并不限于本说明书所揭露。
在此，应注意的是，进行蚀刻该多数孔洞531时，也可能会延伸贯穿该p型披覆层516，因为在蚀刻处理过程中并无法精确地控制蚀刻深度，但是即使蚀刻深度深及该波导层514，该发光二极管5依然能够适当地发光。
此外，在形成该光子晶体的过程中，该多数孔洞531也可以蚀刻方式先在该p型披覆层516中钻孔，然后再贴覆该复合金属层517与该铟锡氧化物层518于该p型披覆层516上(图中并未示出)。而且使用此做法，可使该铟锡氧化物层518上没有孔洞531形成，所以可以提高电流扩散面积。再者，避免蚀刻贯穿该铟锡氧化物层518也可以使得该p型披覆层516上所形成孔洞531的直径、深度，及形状更易于受到控制。
该波导层514的功用在于可将该发光层515部分所发出的光暂时限制在其间，使暂留在该波导层514中的光和该光子晶体作用，最后才由垂直方向射出，如图10中出光方向533所示。
利用蚀刻方式在上述的光子晶体上作成多数有规则排列的孔洞531，而该多数孔洞531的距离改变，便能改变光子能隙的能量，使发出的光可以大部放射出去，借此来作为提高该发光二极管5的自发光射出效率。
综上所述，本发明的第一、二较佳实施例借由该扩散电流单元33、43有效且均匀的扩散电流方式，达到具有高光线穿透率及低电阻阻抗的特性，使业者得以在降低制作难度与生产成本的前提条件下，借由该扩散电流单元33、43提高该半导体单元32、42的光电转换效能，并有效减少出光时的被吸收率。而在第三较佳实施例中更利用蚀刻方法在前述的光子晶体上作成有规则排列的孔洞531，并改变光子能隙的能量，使发出的光可以大部放射出去，进而改善以往发光二极管在自发光线射出效率，及光电转换效能上的缺点，更有效提升该发光二极管3、4，及5的发光亮度，所以确实能达成本发明目的。
Claims (34)
1.一种可增加自发光线射出效率的发光二极管，包含一发光层，及一与该发光层连结的半导体单元，其特征在于：
该可增加自发光线射出效率的发光二极管更包含一扩散电流单元，该扩散电流单元设置于该半导体单元上，并具有一复合金属层，及一设置于该复合金属层上的铟锡氧化物层，且该复合金属层的厚度极薄使光线可穿透。
2.如权利要求1所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该复合金属层是由选自钛、金、锌、铟、镍、铍，及这些材料组合所构成的群组。
3.如权利要求1所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该复合金属层是由两种以上的金属材料所组成。
4.如权利要求3所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该复合金属层含有钛金属元素。
5.如权利要求1所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该复合金属层是由选自钛/金、钛/金-锌、钛/金-铍、镍/金、金-锌、铟-铍、钛/磷-铍，及这些材料组合所构成的群组。
6.如权利要求1所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该复合金属层的厚度介于0.4至8nm之间。
7.如权利要求1所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该复合金属层协助该半导体单元形成一欧姆接触。
8.如权利要求1所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该铟锡氧化物层的厚度介于400至1000nm之间。
9.如权利要求1所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该半导体单元是由选自磷化铝铟镓、砷化铝镓、氮化铝镓、氮化磷镓、氮化镓，及这些材料组合所构成的群组。
10.如权利要求1所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该半导体单元更具有一靠近该发光层的光子晶体，且该光子晶体具有一可限制特定波长范围的光行进的光子能隙结构。
11.如权利要求10所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该半导体单元更具有一波导层，该发光层嵌设该波导层中，且该光子晶体更具有一设置在该半导体单元上而呈周期性排列的孔洞矩阵。
12.如权利要求11所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
每一孔洞的直径介于80-300nm之间。
13.如权利要求10所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该光子晶体的晶格常数的尺寸介于100-400nm之间。
14.如权利要求10所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该光子晶体的晶格图案为三角形或矩形或六角形。
15.如权利要求11所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
位在该波导层中的发光层具有多层量子井结构。
16.如权利要求11所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
位在该波导层中的发光层具有双异质结构。
17.一种可增加自发光线射出效率的发光二极管，包含一发光层，及一与该发光层连结的半导体单元，其特征在于：
该可增加自发光线射出效率的发光二极管更包含一扩散电流单元，该扩散电流单元设置于该半导体单元上，并具有一厚度小于8nm且可完全透光的复合金属层，及一设置于该复合金属层上的铟锡氧化物层。
18.如权利要求17所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该复合金属层是由至少一种选自钛、金、锌、铟、镍、铍，及这些材料组合所构成的群组。
19.如权利要求17所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该复合金属层是由两种以上金属构成。
20.如权利要求19所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该复合金属层含有钛金属元素。
21.如权利要求20所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该复合金属层是选自钛/金、钛/金-锌、钛/金-铍、镍/金、金-锌、铟-铍，及钛/磷-铍其中的一种材料所组成。
22.如权利要求17所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该复合金属层协助该半导体单元形成一欧姆接触。
23.如权利要求17所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该铟锡氧化物层的厚度介于40-1000nm之间。
24.如权利要求1所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该半导体单元是选自磷化铝铟镓、砷化铝镓、氮化铝镓、氮化磷镓、氮化镓，及这些材料组合所构成的群组。
25.如权利要求17所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该半导体单元更具有一p型披覆层。
26.如权利要求17所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该半导体单元更具有一与该发光层连接的光子晶体，且该光子晶体具有一可限制特定光波长范围的光子能隙结构。
27.如权利要求26所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该光子晶体更具有在该半导体单元上形成周期性排列的孔洞矩阵。
28.如权利要求27所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
每一孔洞的直径介于80-300nm之间。
29.如权利要求26所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该光子晶体的晶格常数的尺寸介于100-400nm之间。
30.如权利要求26所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该光子晶体的晶格图案为三角形或矩形或六角形。
31.如权利要求29所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该光子晶体更具有设置在该电流扩散单元与该半导体单元上的孔洞矩阵。
32.如权利要求17所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
该半导体单元更具有一波导层，该发光层是嵌设于该波导层中。
33.如权利要求32所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
在该波导层中的发光层更具有双异质结构。
34.如权利要求32所述可增加自发光线射出效率的发光二极管，其特征在于：
在该波导层中的发光层更具有多层量子井结构。
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