专利名称：一种具有双外延结构的AlGaInP系的发光二极管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及AlGaInP系发光二极管的外延结构，尤其是ー种具有双外延结构的AlGaInP系的发光二极管。
背景技术：
发光二极管由于其低功耗、尺寸小和可靠性 高而作为主要的光源得到迅猛的发展。特别近十年来发光二极管的利用领域正在迅速的扩展。提高亮度和降低发光二极管的成本成为LED领域发展的目标。目前市场所有的具有可改变发光波长的AlGaInP系LED产品都是把两颗以上的发光二极管封装在一起，利用驱动电路改变其发光的顔色或配色。其发光二极管的外延结构都是单套结构，即在GaAs衬底上形成布拉格反射层、第一型限制层、有源层、第二型限制层、电流扩展层等这种外延结构。这种传统的改变发光波长的方式需要多颗芯片，増加了芯片和封装的成本，而且只要有ー颗发光二极管出现质量问题或封装问题，就失去了其变色和配色的功能。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供ー种具有双外延结构的AlGaInP系的发光ニ极管，能同时或分别发出两种不同顔色的光，降低了需要变色或配色的发光二极管的制造成本；另一方面也可有效提闻发光~■极管的売度。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是ー种具有双外延结构的AlGaInP系的发光二极管，包括ー衬底，衬底下表面连接第一电极，沿衬底的上表面依次生长有布拉格反射层、第一 P型限制层、第一有源层、第一 N型限制层、第一 N型电流扩展层、腐蚀截止层、第二 N型电流扩展层、第二 N型限制层、第二有源层、第二 P型限制层、第二 P型电流扩展层，第二P型电流扩展层的上表面连接第二电极，第二N型电流扩展层的侧面连接第三电极，第一电极和第二电极的极性相同，第三电极与第一电极和第二电极的极性相反。为方便制作第三电极，所述构成第一 N型电流扩展层和第二 N型电流扩展层的材料体系相同时，构成腐蚀截止层材料体系与构成第一 N型电流扩展层和第二 N型电流扩展层的材料体系不同。这种腐蚀截止层的设计能起到在做第三电极时，腐蚀到第二 N型电流扩展层就能截止。优选所述腐蚀截止层的厚度为20 200nm。优选所述第一 N型电流扩展层和第二 N型电流扩展层由(AlxGal-x) O. 5InO. 5P三五族化合物构成，其中70%彡X彡40% ;所述腐蚀截止层就由AlyGal-yAs三五族化合物构成，其中100% ^ y ^ 50%ο优选所述第一 N型电流扩展层和第二 N型电流扩展层由AlyGal-yAs三五族化合物构成，其中90% ^ 50% ;所述腐蚀截止层就由(AlxGal-x) O. 5InO. 5P三五族化合物构成，其中100%彡X彡40%ο[0010]如构成第一 N型电流扩展层和第二 N型电流扩展层的材料体系不同吋，因为在做第三电极时，腐蚀到第二 N型电流扩展层就能截止，因此所述的腐蚀截止层可去除。此时优选所述第一 N型电流扩展层由(AlxGal-x)O. 5InO. 5P三五族化合物构成时,所述第二 N型电流扩展层由AlyGal-yAs三五族化合物构成，其中70% ≥x ≥40%,90% ≥ y ≥ 50% ;优选所述第一 N型电流扩展层由AlyGal-yAs三五族化合物构成时，所述第二 N型电流扩展层由(AlxGal-x)O. 5InO. 5P 三五族化合物构成，其中 70% ≥ x ≥ 40%,90% ≥ y ≥50%。上述的的发光二极管，所述的第二 P型电流扩展层可优选由GaP或(AlxGal-x) O. 5InO. 5P 或 AlyGal-yAs 三五族化合物构成，采用(AlxGal-x) O. 5InO. 5P 三五族化合物时Al组分X的取值范围为70%≥X≥40%，采用AlyGal-yAs三五族化合物时Al组分y的取值范围为90% ≥ y ≥ 50%。上述的发光二极管，如所述第一有源层和第二有源层的发光波长不同时，第一有源层的发光波长比第二有源层的发光波长要长，可以减少第二有源层对第一有源层向上辐射的光的吸收。上述的发光二极管，所述第一 P型限制层、第一 N型限制层、第二 N型限制层、第二P型限制层可优选由(AlxGal-x)O. 5InO. 5P三五族化合物构成，其中Al组分的占比浓度>50%。本实用新型由于在同一个衬底上外延集成双组发光结构，如第一有源层和第二有源层发光波长不同时，在第一电极、第二电极、第三电极同时加载电源，本实用新型的发光ニ极管能同时发出两种不同顔色的光，具有配色功能；如第一电极、第三电极加载电源，第ニ电极断开，本实用新型的发光二极管能发出ー种颜色的光，如第二电极、第三电极加载电源，第一电极断开，本实用新型的发光二极管能发出另一种颜色的光，具有变色功能；而本实用新型的发光二极管只需一次封装，比起传统做法需封装两颗发光二极管，其制造成本大为降低，同时也提高其使用的可靠性。另ー方面，如第一有源层和第二有源层发光波长相同时，在第一电极、第二电极、第三电极同时加载电源，第一有源层和第二有源层发出光的光强相互叠加，有效地提高了发光二极管的亮度。本实用新型使得LED的外延结构向可集成的方向发展，最終降低LED終端应用产品的成本。
图I是本实用新型第一种实施例的结构示意图。图2是本实用新型第二种实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体的实施方式对本实用新型作进ー步详细说明。实施例一、图I所不，一种具有双外延结构的AlGaInP系的发光二极管，包括一GaAs衬底I,衬底I下表面连接第一电极2,沿GaAs衬底I的上表面依次生长有布拉格反射层3、第一 P型限制层4、第一有源层5、第一 N型限制层6、第一 N型电流扩展层7、腐蚀截止层8、第二 N型电流扩展层9、第二 N型限制层10、第二有源层11、第二 P型限制层12、第二P型电流扩展层13，第二 P型电流扩展层13的上表面连接第二电极14，第二 N型电流扩展层9的侧面连接第三电极15,第一电极2和第二电极14的极性相同都为P极，第三电极15为N极。优选所述腐蚀截止层8的厚度为20 200nm。构成第一 N型电流扩展层和第二 N型电流扩展层的材料体系相同时，构成腐蚀截止层材料体系与构成第一N型电流扩展层和第二N型电流扩展层的材料体系要不同。如第一 N型电流扩展层和第二 N型电流扩展层由(AlxGal-x)O. 5InO. 5P三五族化合物构成，其中70% ^ X ^ 40% ;所述腐蚀截止层可由AlyGal-yAs三五族化 合物构成，其中100% ^ y ^ 50% ;或所述第一 N型电流扩展层和第二 N型电流扩展层由AlyGal-yAs三五族化合物构成，其中90% ^ 50% ;所述腐蚀截止层可由(AlxGal-x) O. 5InO. 5P三五族化合物构成，其中100%彡X彡40%ο所述的第二 P型电流扩展层13可由GaP或(AlxGal_x)0. 5InO. 5P或AlyGal-yAs三五族化合物构成，采用(AlxGal-x)O. 5InO. 5P三五族化合物时Al组分x的取值范围为70%彡X彡40%,采用AlyGal-yAs三五族化合物时Al组分y的取值范围为90% ^ y ^ 50%。为减少第二有源层11对第一有源层5向上辐射的光的吸收，所述第一有源层5和第二有源层11的发光波长不同时，要使第一有源层5的发光波长比第二有源层11的发光波长长。如第一有源层5和第二有源层11为多量子阱结构，第一有源层5的量子阱的对数为十二对，且发光波长同为622nm ;第二有源层11的量子阱的对数为八对，且发光波长同为590nm，此时两组量子阱的发光波长不一样，且第一有源层5的发光波长比第二有源层11的发光波长长。所述第一 P型限制层4、第一 N型限制层6、第二 N型限制层10、第二 P型限制层12可由(AlxGal-x)O. 5InO. 5P三五族化合物构成，其中Al组分的占比浓度> 50%。实施例ニ、图2所示，其与实施例一不同的是，构成第一 N型电流扩展层7和第二 N型电流扩展层9的材料体系不同，在外延结构中可不含腐蚀截止层8;如所述第一 N型电流扩展层由(AlxGal-x)O. 5InO. 5P三五族化合物构成时，所述第二 N型电流扩展层可由AlyGal-yAs三五族化合物构成，其中70% ^ x ^ 40%,90% ^ y ^ 50% ;所述第一 N型电流扩展层由AlyGal-yAs三五族化合物构成吋，所述第二 N型电流扩展层可由(AlxGal-x)O. 5InO. 5P 三五族化合物构成，其中 70% ^ x ^ 40%, 90% ^ 50%。以上的两个实施例，其第一有源层5和第二有源层11的发光波长也可选用相同，如第一有源层5和第二有源层11为量子阱结构，量子阱的对数为十对，且发光波长同为622nm。以上仅是本实用新型两个较佳的实施例，本领域的技术人员按权利要求作等同的改变都落入本案的保护范围。
权利要求1.一种具有双外延结构的AlGaInP系的发光二极管,包括一衬底,衬底下表面连接第一电极，其特征在于沿衬底的上表面依次生长有布拉格反射层、第一 P型限制层、第一有源层、第一 N型限制层、第一 N型电流扩展层、腐蚀截止层、第二 N型电流扩展层、第二 N型限制层、第二有源层、第二 P型限制层、第二 P型电流扩展层，第二 P型电流扩展层的上表面连接第二电极，第二 N型电流扩展层的侧面连接第三电极，第一电极和第二电极的极性相同，第三电极与第一电极和第二电极的极性相反。
2.根据权利要求I所述的一种具有双外延结构的AlGaInP系的发光二极管，其特征在于所述构成第一 N型电流扩展层和第二 N型电流扩展层的材料体系相同时，构成腐蚀截止层材料体系与构成第一 N型电流扩展层和第二 N型电流扩展层的材料体系不同。
3.根据权利要求I或2所述的一种具有双外延结构的AlGaInP系的发光二极管，其特征在于所述腐蚀截止层的厚度为20 200nm。
4.根据权利要求I所述的一种具有双外延结构的AlGaInP系的发光二极管，其特征在于所述构成第一 N型电流扩展层和第二 N型电流扩展层的材料体系不同时，所述的腐蚀截止层可去除。
5.根据权利要求I或2或4所述的一种具有双外延结构的AlGaInP系的发光二极管，其特征在于所述第一有源层和第二有源层的发光波长不同时，第一有源层的发光波长比第二有源层的发光波长要长。
专利摘要本实用新型公开一种具有双外延结构的AlGaInP系的发光二极管，包括一衬底，衬底下表面连接第一电极，沿衬底的上表面依次生长有布拉格反射层、第一P型限制层、第一有源层、第一N型限制层、第一N型电流扩展层、腐蚀截止层、第二N型电流扩展层、第二N型限制层、第二有源层、第二P型限制层、第二P型电流扩展层，第二P型电流扩展层的上表面连接第二电极，第二N型电流扩展层的侧面连接第三电极，第一电极和第二电极的极性相同，第三电极与第一电极和第二电极的极性相反；本实用新型能同时或分别发出两种不同颜色的光，降低了需要变色或配色的发光二极管的制造成本；另一方面也可有效提高发光二极管的亮度。
文档编号H01L33/14GK202616281SQ20122023918
公开日2012年12月19日 申请日期2012年5月25日 优先权日2012年5月25日
发明者林志伟, 蔡建九, 陈凯轩, 张永, 单智发, 林志园 申请人:厦门乾照光电股份有限公司