專利名稱：一種發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)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)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種鋁鎵銦磷系發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)由于其低功耗、尺寸小和可靠性高逐漸在替代傳統(tǒng)的光源，近年來隨著發(fā)光二極管技術(shù)的進(jìn)步、利用領(lǐng)域的擴(kuò)展，對發(fā)光二極管的亮度和發(fā)光效率提出更高的要求。目前高亮的紅黃光發(fā)光二極管的主要都是采用多重量子阱(multiple quantum well, MQff)結(jié)構(gòu)作為有源層，通常發(fā)光二極管是通過電子和空穴在量子阱里復(fù)合發(fā)光釋放出能量，因此要提高發(fā)光二極管的發(fā)光效率主要是提高量子阱里電子和空穴的復(fù)合率；但是由于空穴的載流子遷移率比電子的載流子遷移率小，傳統(tǒng)發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)，其量子壘的勢壘高度是相同的，量子壘對空穴的限制作用比電子強(qiáng)得多，因此量子阱里電子和空穴的復(fù)合率難于提高就限制發(fā)光二極管的亮度。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)量子壘對電子的限制作用，提高量子阱里電子和空穴的復(fù)合率，從而提高發(fā)光二極管的亮度。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)，在 GaAs襯底層的上面自下而上依次為布拉格反射層、第一型限制層、有源層、第二型限制層、 電流擴(kuò)展層，所述的有源層是由η組量子阱和量子壘交替組成，其中100 > η > 2，且同一個量子壘中的勢壘高度為漸變式分布或不同量子壘之間的勢壘高度為漸變式分布。優(yōu)選同一個量子壘中勢壘的高度為漸變式分布時，不同個量子壘的勢壘高度分布方式相同。同一個量子壘中勢壘高度的漸變方式為由高勢壘漸變到低勢壘；或由高勢壘漸變到低勢壘，然后再有個勢壘高度一樣的平區(qū)；或由低勢壘漸變到高勢壘；或由低勢壘漸變到高勢壘，然后再有個勢壘高度一樣的平區(qū)；或由低勢壘漸變到高勢壘再漸變到低勢壘； 或由低勢壘漸變到高勢壘，然后有個勢壘高度一樣的平區(qū)，最后漸變到低勢壘；或由高勢壘漸變到低勢壘再漸變到高勢壘；或由高勢壘漸變到低勢壘，然后有個勢壘高度一樣的平區(qū)， 最后漸變到高勢壘。優(yōu)選不同量子壘之間的勢壘高度為漸變式分布時，同一個量子壘的勢壘高度不變。不同層量子壘的勢壘高度自下而上的漸變方式為由高勢壘漸變到低勢壘；或由高勢壘漸變到低勢壘，然后有個勢壘高度一樣的平區(qū)；或由低勢壘漸變到高勢壘；或由低勢壘漸變到高勢壘，然后有個勢壘高度一樣的平區(qū)；或由低勢壘漸變到高勢壘再漸變到低勢壘；或由高勢壘漸變到低勢壘再漸變到高勢壘；或由低勢壘漸變到高勢壘，然后有一段勢壘高度一樣的平區(qū)，再漸變到低勢壘；或由高勢壘漸變到低勢壘，然后有一段勢壘高度一樣的平區(qū)，再漸變到高勢壘。上述的量子壘由(Alx(^h)JrvyP三五族化合物構(gòu)成，其中1彡χ彡0.5，可通過 Al組分的改變來改變量子壘的勢壘高度。本實(shí)用新型在有源層中使同一個量子壘中的勢壘高度或不同量子壘之間的勢壘高度為漸變式分布，大大增強(qiáng)量子壘對電子的限制作用，降低電子的載流子遷移率，就能提高量子阱里電子和空穴的復(fù)合率，從而提高發(fā)光二極管的亮度。

圖1是本實(shí)用新型原理結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型的一種勢壘圖；圖3是本實(shí)用新型的另一種勢壘圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1所示，一種發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)，在GaAs襯底層1的上面自下而上依次為布拉格反射層2、第一型限制層3、有源層4、第二型限制層5、電流擴(kuò)展層6，所述的有源層4 是由η組量子阱41和量子壘42交替組成，其中η的選擇范圍為100彡η彡2，使同一個量子壘42中的勢壘高度為漸變式分布或不同量子壘42之間的勢壘高度為漸變式分布。所述的量子壘42由(AlxGah) yIiVyP三五族化合物構(gòu)成，其中1彡χ彡0. 5，可通過Al組分的改變來改變量子壘的勢壘高度。圖2所示，有源層4由量子阱41和量子壘42相互交替而成，不同個量子壘42的勢壘高度分布方式都是相同的，在同個量子壘42當(dāng)中，量子壘42的勢壘高度由高均勻漸變到低，通過(Alx(^h) yIrvyP三五族化合物中的Al組分從100%均勻地降到80%來實(shí)現(xiàn)。圖3所示，有源層4由量子阱41和量子壘42相互交替而成，在同個量子壘42當(dāng)中，量子壘42的勢壘高度是不變的，但在不同個量子壘42之間勢壘高度是漸變的，其勢壘高度由高勢壘漸變到低勢壘，然后有一段勢壘高度一樣的平區(qū)，再漸變到高勢壘；通過 (AlxGEih)yIrvyP三五族化合物中的Al組分從90%均勻地降到70%，然后長完Al組分為70% 的m (100彡m彡2)個相同的量子壘后，最后Al組分由70%增加到90%來實(shí)現(xiàn)。以上僅是本實(shí)用新型較佳的實(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1.一種發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)，在GaAs襯底層的上面自下而上依次為布拉格反射層、 第一型限制層、有源層、第二型限制層、電流擴(kuò)展層，其特征在于所述的有源層是由η組量子阱和量子壘交替組成，其中100 > η > 2，且同一個量子壘中的勢壘高度為漸變式分布或不同量子壘之間的勢壘高度為漸變式分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于同一個量子壘中勢壘的高度為漸變式分布時，不同個量子壘的勢壘高度分布方式相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于同一個量子壘中勢壘高度的漸變方式為由高勢壘漸變到低勢壘；或由高勢壘漸變到低勢壘，然后再有個勢壘高度一樣的平區(qū)；或由低勢壘漸變到高勢壘；或由低勢壘漸變到高勢壘，然后再有個勢壘高度一樣的平區(qū)；或由低勢壘漸變到高勢壘再漸變到低勢壘；或由低勢壘漸變到高勢壘，然后有個勢壘高度一樣的平區(qū)，最后漸變到低勢壘；或由高勢壘漸變到低勢壘再漸變到高勢壘；或由高勢壘漸變到低勢壘，然后有個勢壘高度一樣的平區(qū)，最后漸變到高勢壘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于不同量子壘之間的勢壘高度為漸變式分布時，同一個量子壘的勢壘高度不變。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于不同層量子壘的勢壘高度自下而上的漸變方式為由高勢壘漸變到低勢壘；或由高勢壘漸變到低勢壘，然后有個勢壘高度一樣的平區(qū)；或由低勢壘漸變到高勢壘；或由低勢壘漸變到高勢壘，然后有個勢壘高度一樣的平區(qū)；或由低勢壘漸變到高勢壘再漸變到低勢壘；或由高勢壘漸變到低勢壘再漸變到高勢壘；或由低勢壘漸變到高勢壘，然后有一段勢壘高度一樣的平區(qū)，再漸變到低勢壘；或由高勢壘漸變到低勢壘，然后有一段勢壘高度一樣的平區(qū)，再漸變到高勢壘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的一種發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的量子壘由(Alx(;ai_x) yIrvyP三五族化合物構(gòu)成，其中1彡χ彡0. 5。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)，在GaAs襯底層的上面自下而上依次為布拉格反射層、第一型限制層、有源層、第二型限制層、電流擴(kuò)展層，所述的有源層是由n組量子阱和量子壘交替組成，其中100≥n≥2，且同一個量子壘中的勢壘高度為漸變式分布或不同量子壘之間的勢壘高度為漸變式分布；本實(shí)用新型增強(qiáng)量子壘對電子的限制作用，提高量子阱里電子和空穴的復(fù)合率，從而提高發(fā)光二極管的亮度。
文檔編號H01L33/06GK202217699SQ20112035013
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者林志偉, 林志園, 蔡建九, 陳凱軒 申請人:廈門乾照光電股份有限公司