專利名稱：一種采用p型襯底的發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管技術(shù)領(lǐng)域，特別是其外延結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自從AlGalnP紅色、黃色發(fā)光二極管在20實(shí)際90年代的早期出現(xiàn)，和 稍后的GaN藍(lán)色、綠色和白色發(fā)光二極管的研發(fā)，這些發(fā)光二極管已在很 多高效固態(tài)照明領(lǐng)域上有廣泛的用途，例如全色彩屏幕顯示器、汽車用燈、 背光源、交通信號(hào)燈、景觀及日常照明等。
AlGalnP發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)已日趨成熟，但是由于許多原因，AlGalnP發(fā) 光二極管的外量子效率偏低。其中一個(gè)重要原因就是許多有源區(qū)發(fā)射出來的 光，在經(jīng)過外延層時(shí)，由于折射率差，發(fā)生全反射。使得許多有源區(qū)發(fā)出的 光最終無法從外延層中射出。所以，如何提高AlGalnP發(fā)光二極管的外量 子效率，將這部分發(fā)生全反射的光提取出來，以提高其亮度，成為目前研究 的重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提出一種亮度較高的新型發(fā)光二極管。 本發(fā)明在P-GaAs襯底上外延結(jié)構(gòu)由下至上依次為p-GaAs緩沖層、布 拉格反射層、p- (AlxGal-x)ylnl-yP下限制層、Undoped- (AlxGal-x) ylnl-yP 有源區(qū)、n-(AlxGal-x)ylnl-yP上限制層、電流擴(kuò)展層、表面粗化層和n-GaAs 歐姆接觸層；所述p- (AlxGal-x) ylnl-yP中，x為0.6 1， y為0.4 0.6; 所述Undoped- (AlxGal-x) ylnl-yP中，x為0 0.5， y為0.4 0.6;所述 n- (AlxGal-x) ylnl-yP中，x為0.6 1， y為0.4 0.6。
本發(fā)明在常規(guī)LED結(jié)構(gòu)上添加一層粗化層，粗化層可以增加LED器件的有效出光面積，并且可以使原先發(fā)生全反射而無法射出的光，在下次以不 同角度射向界面，將這些光從外延層中重新提取出來，極大地提高了
AlGalnP發(fā)光二極管的外量子效率，以提高亮度。
由于p型材料載流子遷移率較低，本發(fā)明采用N型材料作為電流擴(kuò)展
層，提高了電流擴(kuò)展層的電流擴(kuò)展能力。如果采用傳統(tǒng)的N型襯底，又要
采用N型電流擴(kuò)展層，連接襯底與P型外延層的隧穿結(jié)外延較為復(fù)雜，外
延難度也較大,不易實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明采用P-GaAs作為襯底，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的N-GaAs
襯底，簡(jiǎn)化了外延步驟，提高了生產(chǎn)效率。
本發(fā)明所述布拉格反射層可以為p-AlAs/p-AlxGal-xAs (x為0 0.7)
或p-AlMVp- (AlxGal-x) ylnl畫yP (x為0.3 0.7， y為0.4 0.6)。
所述電流擴(kuò)展層為n-(AlxGal-x) ylnl-yP。其中，n-(AlxGal-x) ylnl-yP
材料的Al組分x=0-l， y為0.45 0.55。
本發(fā)明所述電流擴(kuò)展層的摻雜濃度為1 X 1018 1 X 102Q。 電流擴(kuò)展層的外延厚度為5000A 50000A。 本發(fā)明所述表面粗化層為n-(AlxGal-x) ylnl-yP或n-GaP。 其中，所述n-(AlxGal-x) ylnl-yP中，x=0-l， y為0.45 0.55。 本發(fā)明所述表面粗化層的摻雜濃度為1 X 1018 1 X 102Q。 本發(fā)明所述表面粗化層的外延厚度為5000A 50000A。


圖1為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明中均采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)技術(shù)進(jìn)行外延生長(zhǎng)。 具體生長(zhǎng)步驟如下
1、在30(TC-500。C的溫度下，對(duì)P-GaAs襯底9進(jìn)行表面處理，去除水氣。2、 生長(zhǎng)p-GaAs緩沖層1 。
3、 生長(zhǎng)布拉格反射層2，用來反射有源區(qū)射出的光，以免被GaAs徹底 吸收。
布拉格反射層可以為p-AlAs/p-AlxGal-xAs (x取值為0 0.7)或 p-AlInP/p國(guó)(AlxGal-x) ylnl畫yP (x取值為0.3 0.7， y取值為0.4 0.6)。
4、 生長(zhǎng)p- (AlxGal-x) ylnl-yP (其中x取值為0.6 1， y取值為0.4 0.6)下限制層3。目的在于限制載流子，增加復(fù)合幾率。
5、 生長(zhǎng)Undoped- (AlxGal-x) ylnl-yP有源區(qū)4。 其中，x為0 0.5， y為0.4 0.6。
6、 生長(zhǎng)n- (AlxGal-x) ylnl-yP (其中x取值為0.6 1， y取值為0.4 0.6)上限制層5。作用與下限制層3相同，在于限制載流子，增加復(fù)合幾率。
7、 生長(zhǎng)電流擴(kuò)展層6。更好的擴(kuò)展電流，使電流分布均勻，提高發(fā)光 二極管各項(xiàng)參數(shù)的均勻性。
電流擴(kuò)展層為n-(AlxGal-x) ylnl-yP。
其中，n-(AlxGal-x)ylnl-yP材料的Al組分x-O-l ，y取值為0.45 0.55。 電流擴(kuò)展層的摻雜濃度為1X1018 1X102Q。電流擴(kuò)展層的外延厚度為 5000A 50000A。
8、 生長(zhǎng)表面粗化層7。表面粗化層的生長(zhǎng)是本發(fā)明的關(guān)鍵。粗化層通 過粗化后明顯提高了發(fā)光二極管的外量子效率，光強(qiáng)大幅度提高。
表面粗化層為n-(AlxGal-x) ylnl-yP或n-GaP。
其中，n-(AlxGal-x) ylnl-yP的Al組分x=0-l ， y取值為0.45 0.55。 表面粗化層的摻雜濃度為1 X 1018 1 X 102Q。 表面粗化層的外延厚度為5000A 50000A。
9、 生長(zhǎng)歐姆接觸層8。
權(quán)利要求
1、一種采用P型襯底的發(fā)光二極管，其特征在于在P-GaAs襯底上外延結(jié)構(gòu)由下至上依次為p-GaAs緩沖層、布拉格反射層、p-(AlxGa1-x)yIn1-yP下限制層、Undoped-(AlxGa1-x)yIn1-yP有源區(qū)、n-(AlxGa1-x)yIn1-yP上限制層、電流擴(kuò)展層、表面粗化層和n-GaAs歐姆接觸層；所述p-(AlxGa1-x)yIn1-yP中，x為0.6～1，y為0.4-0.6；所述Undoped-(AlxGa1-x)yIn1-yP中x為0～0.5，y為0.4～0.6；所述n-(AlxGa1-x)yIn1-yP中，x取值為0.6～1，y取值為0.4～0.6。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述采用P型襯底的發(fā)光二極管，其特征在于所述 布拉格反射層為p-AlAs/p-AlxGal-xAs或p-AlInP/p- (AlxGal-x) ylnl-yP; 所述p-AlAs/p-AlxGal-xAs中，x為0 0.7;所述p-AlInP/p-( AlxGal-x)ylnl國(guó)yP 中，x為0.3 0.7， y為0.4 0.6。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述采用P型襯底的發(fā)光二極管，其特征在于所述 電流擴(kuò)展層為n-(AlxGal-x) ylnl-yP，其中x為0 1， y為0.45 0.55。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述采用P型襯底的發(fā)光二極管，其特征在于 所述電流擴(kuò)展層的摻雜濃度為1 X 1018 1 X 102Q。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或3或所述采用P型襯底的發(fā)光二極管，其特征在 于所述電流擴(kuò)展層的外延厚度為5000A 50000A。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述采用P型襯底的發(fā)光二極管，其特征在于所述 表面粗化層為n-(AlxGal-x) ylnl-yP或n-GaP，所述x為0 1， y為0.45 0.55。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述采用P型襯底的發(fā)光二極管，其特征在于所述 表面粗化層的摻雜濃度為1 X 1018 1 X 102Q。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述采用P型襯底的發(fā)光二極管，其特征在于所述 表面粗化層的外延厚度為5000A 50000A。
全文摘要
一種采用P型襯底的發(fā)光二極管，涉及發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。在P-GaAs襯底上外延結(jié)構(gòu)由下至上依次為p-GaAs緩沖層、布拉格反射層、p-(AlxGa1-x)yIn1-yP下限制層、Undoped-(AlxGa1-x)yIn1-yP有源區(qū)、n-(AlxGa1-x)yIn1-yP上限制層、電流擴(kuò)展層、表面粗化層和n-GaAs歐姆接觸層。本發(fā)明在常規(guī)LED結(jié)構(gòu)上添加一層粗化層，粗化層可以增加LED器件的有效出光面積，并且可以使原先發(fā)生全反射而無法射出的光，在下次以不同角度射向界面，將這些光從外延層中重新提取出來，極大地提高了AlGaInP發(fā)光二極管的外量子效率，以提高亮度。
文檔編號(hào)H01L33/00GK101604726SQ20091018123
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月7日
發(fā)明者張雙翔, 張銀橋, 王向武, 蔡建九 申請(qǐng)人:揚(yáng)州漢光光電有限公司