專利名稱：一種采用n型襯底的發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，常用AIGaInP (鋁鎵銦磷)系發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)為在N型GaAs襯底基礎(chǔ)上依次生長(zhǎng)有N型GaAs (砷化鎵)緩沖層、布拉格反射層、N型下限制層、有源層、P型上限制層和P型電流擴(kuò)展層。單一 P型電流擴(kuò)展層的結(jié)構(gòu)，其上表面是平面狀，因此，當(dāng)位于中間夾層的有源層發(fā)光時(shí)，除一部分光線出射于LED器件的外部，由于半導(dǎo)體材料相對(duì)于外部空氣而言為高折射率材料，當(dāng)光線的出射角度大于一定臨界角時(shí)，另有大部分光線會(huì)產(chǎn)生全反射，致使光線的出射效果不佳；同時(shí)，全反射光在發(fā)光二極管體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生熱能，使得發(fā)光二極管整體溫度升高；既降低了產(chǎn)品的發(fā)光效率，又縮短了產(chǎn)品的使用壽命。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種采用N型襯底的發(fā)光二極管，可大幅提高發(fā)光二極管的外量子效率，發(fā)光效率高，使用壽命長(zhǎng)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種采用N型襯底的發(fā)光二極管，包括N型GaAs襯底，在N型GaAs襯底上依次生長(zhǎng)有N型GaAs緩沖層、布拉格反射層、N型下限制層、有源層、P型上限制層、P型電流擴(kuò)展層、P型粗化層以及歐姆接觸層。優(yōu)選所述布拉格反射層由p-AlAs/p-AlxGal-xAs 或 p-AlInP/p_( AlxGal-x )ylnl-yP 構(gòu)成；所述 p-AlAs/p-AlxGal-xAs 中，x 為 0 0. 7 ;所述 p-AlInP/p- ( AlxGal-x)yin 1-yP 中，x 為 0. 3 0. 7 , y 為 0. 4 0. 6。優(yōu)選所述N型下限制層由n_ (AlxGal-x) ylnl-yP構(gòu)成,其中X為0. 2 1，y為0. 4 0. 6。優(yōu)選所述有源層由Undoped-(AlxGal-x)ylnl-yP構(gòu)成,其中X為0 0. 3 , y為0. 4 0. 6。優(yōu)選所述P型下限制層由p_ (AlxGal-x)ylnl-yP構(gòu)成,其中X為0. 2 I，y為0. 4 0. 6。優(yōu)選所述P型電流擴(kuò)展層由p-AlxGal-xAs構(gòu)成,其中x為0 0. 8,所述P型電流擴(kuò)展層厚度為I 15um。所述的P型電流擴(kuò)展層還可摻雜元素C、Mg、Zn中的一種或多種，其摻雜濃度為5el7 le20。由p_AlxGal_xAs構(gòu)成的電流擴(kuò)展層可避開p-(AlxGal-x)ylnl-yP電導(dǎo)性差的問(wèn)題，有效解決了 AlGaInP系發(fā)光二極管的電流擴(kuò)展問(wèn)題。優(yōu)選所述P型粗化層由p-(AlxGal-x)yInl-yP構(gòu)成,其中x為0. 3 I,所述P型粗化層的厚度為0. 3 5um。所述的P型粗化層也可摻雜元素C、Mg、Zn中的一種或多種，其摻雜濃度為lel7 le20。由p- (AlxGal-x)ylnl-yP構(gòu)成的粗化層則可以大幅增加LED器件外量子效率，使原先發(fā)生全反射而無(wú)法出射的光，從外延層中重新提取出來(lái)，以提高其發(fā)光亮度。[0011 ] 優(yōu)選所述歐姆接觸層由P++GaAs構(gòu)成。本實(shí)用新型由于在P型電流擴(kuò)展層的上面增設(shè)P型粗化層，通過(guò)P型粗化層可以大幅增加LED器件有效出光面積，使原先發(fā)生全反射而無(wú)法射出的光，重新以不同角度射向LED器件的外部，等于將這些光從外延層中重新提取出來(lái)，極大的提高了 AIGaInP系發(fā)光二極管的外量子效率，提高了發(fā)光效率。另一方面，因原先發(fā)生全反射而無(wú)法射出的光，通過(guò)P型粗化層以不同角度重新射向LED器件的外部，減少此部分光線在LED器件內(nèi)部產(chǎn)生熱量，降低LED器件內(nèi)部的工作溫度，延長(zhǎng)LED器件的使用壽命。

圖I是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖I所示，一種采用N型襯底的發(fā)光二極管，包括N型GaAs襯底1，在N型GaAs襯底I上依次生長(zhǎng)有N型GaAs緩沖層2、布拉格反射層3、N型下限制層4、有源層5、P型上限制層6、P型電流擴(kuò)展層7、P型粗化層8以及歐姆接觸層9。優(yōu)選所述布拉格反射層3 由 p-AlAs/p-AlxGal-xAs 或 p-AlInP/p_( AlxGal-x )ylnl-yP 構(gòu)成；所述 p-AlAs/p-AlxGal-xAs 中，x 為 0 0. 7 ;所述 p-AlInP/p- ( AlxGal-x)yin 1-yP 中，x 為 0. 3 0. 7 , y 為 0. 4 0. 6。優(yōu)選所述N型下限制層4由n- (AlxGal-x) ylnl-yP構(gòu)成,其中X為0. 2 1，y為 0. 4 0. 6。優(yōu)選所述有源層5由Undoped- (AlxGal-x)ylnl-yP構(gòu)成,其中x為0 0. 3，y為 0. 4 0. 6。優(yōu)選所述P型下限制層6由p- (AlxGal-x)ylnl-yP構(gòu)成,其中X為0. 2 I , y為 0. 4 0. 6。優(yōu)選所述P型電流擴(kuò)展層7由p-AlxGal-xAs構(gòu)成,其中x為0 0. 8,所述P型電流擴(kuò)展層厚度為I 15um。優(yōu)選所述P型粗化層8由p- (AlxGal-x) ylnl-yP構(gòu)成,其中X為0. 3 I,所述P型粗化層的厚度為0. 3 5um。優(yōu)選所述歐姆接觸層9由P++GaAs構(gòu)成。本實(shí)用新型各外延結(jié)構(gòu)均可采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)技術(shù)進(jìn)行外延生長(zhǎng)。以上僅是本實(shí)用新型一個(gè)較佳的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員按權(quán)利要求作等同的改變都落入本案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種采用N型襯底的發(fā)光二極管，包括N型GaAs襯底，其特征在于在N型GaAs襯底上依次生長(zhǎng)有N型GaAs緩沖層、布拉格反射層、N型下限制層、有源層、P型上限制層、P型電流擴(kuò)展層、P型粗化層以及歐姆接觸層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種采用N型襯底的發(fā)光二極管，其特征在于所述P型電流擴(kuò)展層厚度為I 15um。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種采用N型襯底的發(fā)光二極管，其特征在于所述P型粗化層的厚度為0. 3 5um。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種采用N型襯底的發(fā)光二極管，包括N型GaAs襯底，在N型GaAs襯底上依次生長(zhǎng)有N型GaAs緩沖層、布拉格反射層、N型下限制層、有源層、P型上限制層、P型電流擴(kuò)展層、P型粗化層以及歐姆接觸層；所述有源層可由Undoped-(AlxGa1-x)yIn1-yP構(gòu)成；所述P型電流擴(kuò)展層可由p-AlxGa1-xAs構(gòu)成且其厚度為1～15um；所述P型粗化層可由p-(AlxGa1-x)yIn1-yP構(gòu)成且其厚度為0.3～5um；所述歐姆接觸層由P++GaAs構(gòu)成；本實(shí)用新型可大幅提高發(fā)光二極管的外量子效率，發(fā)光效率高，使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)H01L33/22GK202797055SQ20122037425
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者蔡建九, 楊凱, 林志偉, 陳凱軒, 林志園 申請(qǐng)人:廈門乾照光電股份有限公司