專利名稱：一種具有雙外延結(jié)構(gòu)的AlGaInP系的發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及AlGaInP系發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)，尤其是一種具有雙外延結(jié)構(gòu)的AlGaInP系的發(fā)光二極管。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管由于其低功耗、尺寸小和可靠性高而作為主要的光源得到迅猛的發(fā)展。特別近十年來發(fā)光二極管的利用領(lǐng)域正在迅速的擴(kuò)展。提高亮度和降低發(fā)光二極管的成本成為LED領(lǐng)域發(fā)展的目標(biāo)。目前市場所有的具有可改變發(fā)光波長的AlGaInP系LED產(chǎn)品都是把兩顆以上的 發(fā)光二極管封裝在一起，利用驅(qū)動電路改變其發(fā)光的顏色或配色。其發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)都是單套結(jié)構(gòu)，即在GaAs襯底上形成布拉格反射層、第一型限制層、有源層、第二型限制層、電流擴(kuò)展層等這種外延結(jié)構(gòu)。這種傳統(tǒng)的改變發(fā)光波長的方式需要多顆芯片，增加了芯片和封裝的成本，而且只要有一顆發(fā)光二極管出現(xiàn)質(zhì)量問題或封裝問題，就失去了其變色和配色的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有雙外延結(jié)構(gòu)的AlGaInP系的發(fā)光二極管，能同時(shí)或分別發(fā)出兩種不同顏色的光，降低了需要變色或配色的發(fā)光二極管的制造成本；另一方面也可有效提高發(fā)光二極管的亮度。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種具有雙外延結(jié)構(gòu)的AlGaInP系的發(fā)光二極管，包括一襯底，襯底下表面連接第一電極，沿襯底的上表面依次生長有布拉格反射層、第一 P型限制層、第一有源層、第一 N型限制層、第一 N型電流擴(kuò)展層、腐蝕截止層、第二N型電流擴(kuò)展層、第二N型限制層、第二有源層、第二P型限制層、第二P型電流擴(kuò)展層，第二P型電流擴(kuò)展層的上表面連接第二電極，第二 N型電流擴(kuò)展層的側(cè)面連接第三電極，第一電極和第二電極的極性相同，第三電極與第一電極和第二電極的極性相反。為方便制作第三電極，所述構(gòu)成第一 N型電流擴(kuò)展層和第二 N型電流擴(kuò)展層的材料體系相同時(shí)，構(gòu)成腐蝕截止層材料體系與構(gòu)成第一 N型電流擴(kuò)展層和第二 N型電流擴(kuò)展層的材料體系不同。這種腐蝕截止層的設(shè)計(jì)能起到在做第三電極時(shí)，腐蝕到第二 N型電流擴(kuò)展層就能截止。優(yōu)選所述腐蝕截止層的厚度為20 200nm。優(yōu)選所述第一 N型電流擴(kuò)展層和第二 N型電流擴(kuò)展層由(AlxGal-x) 0. 5InO. 5P三五族化合物構(gòu)成，其中70%彡X彡40% ;所述腐蝕截止層就由AlyGal-yAs三五族化合物構(gòu)成，其中100%彡y彡50%o優(yōu)選所述第一 N型電流擴(kuò)展層和第二 N型電流擴(kuò)展層由AlyGal-yAs三五族化合物構(gòu)成，其中90% ^ 50% ;所述腐蝕截止層就由(AlxGal-x) 0. 5InO. 5P三五族化合物構(gòu)成，其中100%彡X彡40%o
如構(gòu)成第一 N型電流擴(kuò)展層和第二 N型電流擴(kuò)展層的材料體系不同時(shí)，因?yàn)樵谧龅谌姌O時(shí)，腐蝕到第二 N型電流擴(kuò)展層就能截止，因此所述的腐蝕截止層可去除。此時(shí)優(yōu)選所述第一 N型電流擴(kuò)展層由(AlxGal-x)O. 5InO. 5P三五族化合物構(gòu)成時(shí),所述第二 N型電流擴(kuò)展層由AlyGal-yAs三五族化合物構(gòu)成，其中70% ^ x ^ 40%,90%≥y≥50% ;優(yōu)選所述第一 N型電流擴(kuò)展層由AlyGal-yAs三五族化合物構(gòu)成時(shí)，所述第二 N型電流擴(kuò)展層由(AlxGal-x)O. 5InO. 5P 三五族化合物構(gòu)成，其中 70% ^ x ^ 40%,90% ≥ y ≥ 50%。上述的的發(fā)光二極管，所述的第二 P型電流擴(kuò)展層可優(yōu)選由GaP或(AlxGal-x) 0. 5InO. 5P 或 AlyGal-yAs 三五族化合物構(gòu)成，采用(AlxGal-x) 0. 5InO. 5P 三五族化合物時(shí)Al組分X的取值范圍為70%≥X≥40%，采用AlyGal-yAs三五族化合物時(shí)Al組分y的取值范圍為90% ^ 50%。上述的發(fā)光二極管，如所述第一有源層和第二有源層的發(fā)光波長不同時(shí)，第一有源層的發(fā)光波長比第二有源層的發(fā)光波長要長，可以減少第二有源層對第一有源層向上輻射的光的吸收。上述的發(fā)光二極管，所述第一 P型限制層、第一 N型限制層、第二 N型限制層、第二P型限制層可優(yōu)選由(AlxGal-x)O. 5InO. 5P三五族化合物構(gòu)成，其中Al組分的占比濃度>50%。本發(fā)明由于在同一個(gè)襯底上外延集成雙組發(fā)光結(jié)構(gòu)，如第一有源層和第二有源層發(fā)光波長不同時(shí)，在第一電極、第二電極、第三電極同時(shí)加載電源，本發(fā)明的發(fā)光二極管能同時(shí)發(fā)出兩種不同顏色的光，具有配色功能；如第一電極、第三電極加載電源，第二電極斷開，本發(fā)明的發(fā)光二極管能發(fā)出一種顏色的光，如第二電極、第三電極加載電源，第一電極斷開，本發(fā)明的發(fā)光二極管能發(fā)出另一種顏色的光，具有變色功能；而本發(fā)明的發(fā)光二極管只需一次封裝，比起傳統(tǒng)做法需封裝兩顆發(fā)光二極管，其制造成本大為降低，同時(shí)也提高其使用的可靠性。另一方面，如第一有源層和第二有源層發(fā)光波長相同時(shí)，在第一電極、第二電極、第三電極同時(shí)加載電源，第一有源層和第二有源層發(fā)出光的光強(qiáng)相互疊加，有效地提高了發(fā)光二極管的亮度。本發(fā)明使得LED的外延結(jié)構(gòu)向可集成的方向發(fā)展，最終降低LED終端應(yīng)用產(chǎn)品的成本。


圖I是本發(fā)明第一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明第二種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例一、圖I所不，一種具有雙外延結(jié)構(gòu)的AlGaInP系的發(fā)光二極管，包括一GaAs襯底I,襯底I下表面連接第一電極2,沿GaAs襯底I的上表面依次生長有布拉格反射層3、第一 P型限制層4、第一有源層5、第一 N型限制層6、第一 N型電流擴(kuò)展層7、腐蝕截止層8、第二 N型電流擴(kuò)展層9、第二 N型限制層10、第二有源層11、第二 P型限制層12、第二P型電流擴(kuò)展層13，第二 P型電流擴(kuò)展層13的上表面連接第二電極14，第二 N型電流擴(kuò)展層9的側(cè)面連接第三電極15,第一電極2和第二電極14的極性相同都為P極，第三電極15為N極。優(yōu)選所述腐蝕截止層8的厚度為20 200nm。構(gòu)成第一 N型電流擴(kuò)展層和第二 N型電流擴(kuò)展層的材料體系相同時(shí)，構(gòu)成腐蝕截止層材料體系與構(gòu)成第一N型電流擴(kuò)展層和第二N型電流擴(kuò)展層的材料體系要不同。如第一 N型電流擴(kuò)展層和第二 N型電流擴(kuò)展層由(AlxGal-x)O. 5InO. 5P三五族化合物構(gòu)成，其中70% ^ X ^ 40% ;所述腐蝕截止層可由AlyGal-yAs三五族化合物構(gòu)成，其中100%彡y彡50% ;或所述第一 N型電流擴(kuò)展層和第二 N型電流擴(kuò)展層由AlyGal-yAs三五族化合物構(gòu)成，其中90% ^ 50% ;所述腐蝕截止層可由(AlxGal-x) 0. 5InO. 5P三五族化合 物構(gòu)成，其中100%彡X彡40%o所述的第二 P型電流擴(kuò)展層13可由GaP或(AlxGal_x)0. 5InO. 5P或AlyGal-yAs三五族化合物構(gòu)成，采用(AlxGal-x)O. 5InO. 5P三五族化合物時(shí)Al組分x的取值范圍為70%彡X彡40%,采用AlyGal-yAs三五族化合物時(shí)Al組分y的取值范圍為90% ^ y ^ 50%。為減少第二有源層11對第一有源層5向上輻射的光的吸收，所述第一有源層5和第二有源層11的發(fā)光波長不同時(shí)，要使第一有源層5的發(fā)光波長比第二有源層11的發(fā)光波長長。如第一有源層5和第二有源層11為多量子阱結(jié)構(gòu)，第一有源層5的量子阱的對數(shù)為十二對，且發(fā)光波長同為622nm ;第二有源層11的量子阱的對數(shù)為八對，且發(fā)光波長同為590nm，此時(shí)兩組量子阱的發(fā)光波長不一樣，且第一有源層5的發(fā)光波長比第二有源層11的發(fā)光波長長。所述第一 P型限制層4、第一 N型限制層6、第二 N型限制層10、第二 P型限制層12可由(AlxGal-x)O. 5InO. 5P三五族化合物構(gòu)成，其中Al組分的占比濃度> 50%。實(shí)施例二、圖2所示，其與實(shí)施例一不同的是，構(gòu)成第一 N型電流擴(kuò)展層7和第二 N型電流擴(kuò)展層9的材料體系不同，在外延結(jié)構(gòu)中可不含腐蝕截止層8;如所述第一 N型電流擴(kuò)展層由(AlxGal-x)O. 5InO. 5P三五族化合物構(gòu)成時(shí)，所述第二 N型電流擴(kuò)展層可由AlyGal-yAs三五族化合物構(gòu)成，其中70% ^ x ^ 40%,90%彡y彡50% ;所述第一 N型電流擴(kuò)展層由AlyGal-yAs三五族化合物構(gòu)成時(shí)，所述第二 N型電流擴(kuò)展層可由(AlxGal-x)O. 5InO. 5P 三五族化合物構(gòu)成，其中 70% ^ x ^ 40%, 90% ^ 50%。以上的兩個(gè)實(shí)施例，其第一有源層5和第二有源層11的發(fā)光波長也可選用相同，如第一有源層5和第二有源層11為量子阱結(jié)構(gòu)，量子阱的對數(shù)為十對，且發(fā)光波長同為622nm。以上僅是本發(fā)明兩個(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
1.一種具有雙外延結(jié)構(gòu)的AlGaInP系的發(fā)光二極管,包括一襯底,襯底下表面連接第一電極，其特征在于沿襯底的上表面依次生長有布拉格反射層、第一 P型限制層、第一有源層、第一 N型限制層、第一 N型電流擴(kuò)展層、腐蝕截止層、第二 N型電流擴(kuò)展層、第二 N型限制層、第二有源層、第二 P型限制層、第二 P型電流擴(kuò)展層，第二 P型電流擴(kuò)展層的上表面連接第二電極，第二 N型電流擴(kuò)展層的側(cè)面連接第三電極，第一電極和第二電極的極性相同，第三電極與第一電極和第二電極的極性相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種具有雙外延結(jié)構(gòu)的AlGaInP系的發(fā)光二極管，其特征在于所述構(gòu)成第一 N型電流擴(kuò)展層和第二 N型電流擴(kuò)展層的材料體系相同時(shí)，構(gòu)成腐蝕截止層材料體系與構(gòu)成第一 N型電流擴(kuò)展層和第二 N型電流擴(kuò)展層的材料體系不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種具有雙外延結(jié)構(gòu)的AlGaInP系的發(fā)光二極管，其特征在于所述腐蝕截止層的厚度為20 200nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種具有雙外延結(jié)構(gòu)的AlGaInP系的發(fā)光二極管，其特征在于所述第一 N型電流擴(kuò)展層和第二 N型電流擴(kuò)展層由(AlxGal-x)0.5In0.5P三五族化合物構(gòu)成，其中70%彡X彡40% ;所述腐蝕截止層由AlyGal-yAs三五族化合物構(gòu)成,其中100% 彡 y 彡 50%o
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種具有雙外延結(jié)構(gòu)的AlGaInP系的發(fā)光二極管，其特征在于所述第一 N型電流擴(kuò)展層和第二 N型電流擴(kuò)展層由AlyGal-yAs三五族化合物構(gòu)成，其中90% ^ y ^ 50% ;所述腐蝕截止層由(AlxGal-x)O. 5InO. 5P三五族化合物構(gòu)成，其中100%彡X彡40%o
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種具有雙外延結(jié)構(gòu)的AlGaInP系的發(fā)光二極管，其特征在于所述構(gòu)成第一N型電流擴(kuò)展層和第二N型電流擴(kuò)展層的材料體系不同時(shí)，所述的腐蝕截止層可去除。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種具有雙外延結(jié)構(gòu)的AlGaInP系的發(fā)光二極管，其特征在于所述第一 N型電流擴(kuò)展層由(AlxGal-x)O. 5InO. 5P三五族化合物構(gòu)成時(shí),所述第二 N型電流擴(kuò)展層由AlyGal-yAs三五族化合物構(gòu)成，其中70% ^ x ^ 40%,90% ^ y ^ 50% ;所述第一 N型電流擴(kuò)展層由AlyGal-yAs三五族化合物構(gòu)成時(shí)，所述第二 N型電流擴(kuò)展層由(AlxGal-x)O. 5InO. 5P 三五族化合物構(gòu)成，其中 70% ^ x ^ 40%,90% 彡 y 彡 50%。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2或6或7所述的一種具有雙外延結(jié)構(gòu)的AlGaInP系的發(fā)光二極管，其特征在于所述的第二P型電流擴(kuò)展層由GaP或(AlxGal-x)O. 5InO. 5P或AlyGal-yAs三五族化合物構(gòu)成，采用(AlxGal-x)O. 5InO. 5P三五族化合物時(shí)Al組分x的取值范圍為70%彡X彡40%,采用AlyGal-yAs三五族化合物時(shí)Al組分y的取值范圍為90% ^ 50%。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2或6或7所述的一種具有雙外延結(jié)構(gòu)的AlGaInP系的發(fā)光二極管，其特征在于所述第一有源層和第二有源層的發(fā)光波長不同時(shí)，第一有源層的發(fā)光波長比第二有源層的發(fā)光波長要長。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2或6或7所述的一種具有雙外延結(jié)構(gòu)的AlGaInP系的發(fā)光二極管，其特征在于所述第一 P型限制層、第一 N型限制層、第二 N型限制層、第二 P型限制層由(AlxGal-x)O. 5InO. 5P三五族化合物構(gòu)成，其中Al組分的占比濃度> 50%。
全文摘要
本發(fā)明公開一種具有雙外延結(jié)構(gòu)的AlGaInP系的發(fā)光二極管，包括一襯底，襯底下表面連接第一電極，沿襯底的上表面依次生長有布拉格反射層、第一P型限制層、第一有源層、第一N型限制層、第一N型電流擴(kuò)展層、腐蝕截止層、第二N型電流擴(kuò)展層、第二N型限制層、第二有源層、第二P型限制層、第二P型電流擴(kuò)展層，第二P型電流擴(kuò)展層的上表面連接第二電極，第二N型電流擴(kuò)展層的側(cè)面連接第三電極，第一電極和第二電極的極性相同，第三電極與第一電極和第二電極的極性相反；本發(fā)明能同時(shí)或分別發(fā)出兩種不同顏色的光，降低了需要變色或配色的發(fā)光二極管的制造成本；另一方面也可有效提高發(fā)光二極管的亮度。
文檔編號H01L33/08GK102664224SQ201210165619
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者單智發(fā), 張永, 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