发光二极管的制作方法

专利名称：：发光二极管的制作方法
技术领域：
：本发明涉及将AlGalnP系材料用于发光层的发光二极管。技术背景将AlGalnP系材料用于发光层的发光二极管，通过控制发光层的混晶组成，能获得从黄绿色到红色的发光波长带，可广泛应用于诸如家电装置、工业装置的显示用光源等方面。图6所示为以往的发光二极管。此发光二极管100由n型的GaAs单晶基板101和在此基板上通过MOVPE(MetalOrganicVaporPhaseEpitaxy:有机金属气相生长)法使其外延生长的发光部102以及p型的电流扩散层103构成主体。在GaAs单晶基板101的里面(下面)形成阴极电极104,在电流扩散层103的表面(上面)形成阳极电极105。发光部102具有由n型的下部包覆层1021、发光层1022及p型的上部包覆层1023这3层构成的双异质结构(DH结构)。在图6的结构中，当电流流过阴极电极104和阳极电极105的两电极之间时，由发光层1022进行发光，其光主要经上部包覆层1023、电流扩散层103向外部放射。以往，对上述结构的发光二极管进行过高亮度化的研究。例如作为电流扩散层103,提出过对GaP和AlGaAs等所发的光使用大致透明的半导体材料来提高发光效率的结构(参见专利文献l、2);将发光层1022做成多重量子阱结构，用以提高发光部102中的内部量子效率(参见专利文献3)。进而已知的结构还有，在GaAs单晶基板101和发光部102之间设置由半导体的多层结构构成的布喇格反射层，以此层将从发光层1022向GaAs单晶基板101侧放射的光反射到电流扩散层103，用以提高发光效率(参见专利文献4及非专利文献1)。谋求发光二极管低价格、低功耗也很重要。对于图6所示结构的发光二极管100，一般，发光部102由AlGalnP、GalnP、AlInP等构成，它们都以晶格常数大体与GaAs—致的混晶组成进行外延生长。例如作为电流扩散层103,当将GaP层在上部包覆层1023上进行外延生长时，存在着因二者的晶格常数不一致及界面上的能带(band)不连续导致GaP层表面的品质下降及顺向电压的增加的问题。作为对策，已知有在上部包覆层1023和电流扩散层103之间形成GalnP等中间层的结构(参见专利文献5)。进一步还要求减少因长期通电导致的亮度下降、具有高可靠性。而已知在图6所示的发光二极管100中，当掺杂物从下部包覆层1021、上部包覆层1023及电流扩散层103等向发光层1022转移时，存在亮度下降问题。一般认为，掺杂物的转移缘于在将由MOVPE法形成的发光二极管的各层进行外延生长时的热过程及向发光二极管的通电，由于向发光层1022转移后的掺杂物，在发光层1022内生成晶体缺陷，该晶体缺陷成为载流子的非发光再结合中心，使亮度下降。作为用于抑制上述这种掺杂物转移的对策，已知有在上部包覆层与发光层之间及在下部包覆层与发光层之间设置未摻杂包覆层的结构(参见专利文献6,7)。还有已知的将作为电流扩散层的窗层的载流子浓度在发光部4侧降低的结构(参见专利文献8)。以上主要是关于在GaAs基板及其基板上形成的发光二极管用晶体层上形成的发光二极管的资料，而最近，已知的有将具有基板和发光二极管用晶体层接合结构的发光二极管实用化的方法，例如专利文献9、10所示的方法，先在GaAs基板上外延生长后的晶体层的表面接合其他的基板，然后除去用于生长的GaAs基氺反。此外，作为基板与晶体层的接合部结构的一例的结构有，将两者间介入金属层后进行接合，且其金属层兼做光反射层。此时，通过以光反射率高的金属层构成接合部，同上述以在GaAs基板及其基板上外延生长后的晶体层构成的发光二极管相比，能够大幅度地提高亮度。专利文献l:美国专利第5008718号专利文献2:特开平3-171679号公报专利文献3专利第3290672号专利文献4美国专利第5153889号专利文献5专利第3233569号专利文献6专利第3195194号专利文献7美国专利第5856682号专利文献8特开平05-335619号公报专利文献9美国专利第5376580号专利文献10:美国专利第5502316号非专利文献1:JournalofCrystalGrowth107(1991)832-835
发明内容由于以往的发光二极管不能充分抑制掺杂物向发光层的转移，存在着因长期通电导致亮度下降的问题。又，从低功耗的观点看，有必要进一步降低顺向电压。进而，发光二极管还应用于汽车的外装灯、信号器等方面，在要求高可靠性的同时，从适应环境的角度出发，迫切需要进一步降低功耗。于是，本发明的目的在于提供一种能够以减小发光亮度的降低、低功耗化且能获得高可靠性的发光二极管，其为AlGalnP系的结构。为达到上述目的，本发明提供了一种发光二极管，该发光二极管具有第1导电型的GaAs基板；由从第1导电型的AlxoGa^oAs(0^xOSl)中选出的Al组成不同的至少2种材料构成的布喇格反射层；由第1导电型的(Alx,Ga^)ylIni-ylP(0〇xl^l、0.4Syl^0.6)构成的下部包覆层；由(Alx2Ga"2)y2ln^2P(0芸x2S1、0.4^y2刍0.6)构成的多重量子阱结构的发光层；由第2导电型的(Alx3Ga"x3)y3ln,-y3P(0Sx3^1、0.4^y3^0.6)构成的上部包覆层；含有第2导电型的GaP层的电流扩散层，其特征是所述下部包覆层、所述发光层以及所述上部包覆层各层所含的氢的浓度为2xl0"cn^以下；碳的浓度为2xl0"cn^以下；氧的浓度为2xl016cm-3以下，所述电流扩散层的部分或全部区域中的氢的浓度为5xl017cm-3以下；碳的浓度为5xlO"cm-s以下；氧的浓度为2xl016cm-3以下。此外，为达到上述目的，本发明提供了一种发光二极管，该发光二极管具有第1导电型的GaAs基板；由从第1导电型的(Alx4Gai_x4)yJn^P(0^x4^1、0.4Sy4刍0.6)中选出的Al组成不同的至少2种材泮+构成的布喇格反射层；由第1导电型的(Alx,Ga!.x,)y,In^P(OSxl当l、0.4^yl当0.6)构成的下部包覆层；由(Alx2Gai.x2)y2lnLy2P(0^x2Sl、0.4^y2当0.6)构成的多重量子阱结构的发光层；由第2导电型的(Alx3Gai.x3)y3Ini—y3P(0^x3^1、0.4^y3^0.6)构成的上部包覆层；含有第2导电型的GaP层的电流扩散层，其特征是所述下部包覆层、所述发光层以及所述上部包覆层各层所含的氬的浓度为2xlO"cm-3以下；碳的浓度为2xl016cm-3以下；氧的浓度为2xl016cm-3以下，所述电流扩散层的部分或全部区域中的氢的浓度为5xlO"cn^以下；碳的浓度为5xlO"crr^以下；氧的浓度为2xlOl6cm-3以下。此外，为达到上述目的，本发明提供了一种发光二极管，该发光二极管具有第1导电型的GaAs基板；从第1导电型的AlxsGa^As(0SX5^l)和第1导电型的(AUGaw)yJnLysP(0^x6^1、0.4Sy6芸0.6)中选出的布喇格反射层；由第1导电型的(Alx,Ga卜x,)y,In卜y,P(O当xl当l、0.4^yl^0.6)构成的下部包覆层；由(Alx2Ga卜x2)y2ln,.y2P(0当x2^1、0.4互y2^0.6)构成的多重量子阱结构的发光层；由第2导电型的(Alx3Gai-x3)y3Ini_y3P(0〇x3^1、0.4当y3^0.6)构成的上部包覆层；含有第2导电型的GaP层的电流扩散层，其特征是所述下部包覆层、所述发光层以及所述上部包覆层各层所含的氢的浓度为2xl0"cm-3以下；碳的浓度为2xl0"cn^以下；氧的浓度为2xl016cm-3以下，所迷电流扩散层的部分或全部区域中的氢的浓度为5xlO"cn^以下；碳的浓度为5xlO"cm-3以下；氧的浓度为2xl016cm-3以下。另外，为达到上述目的，本发明提供了一种发光二极管，该发光二极管具有n型的GaAs基板;由从n型的AlxoGa卜xoAs(0^xO刍l)中选出的Al组成不同的至少2种材料构成的布喇格反射层；由n型的(AlxlGa,.xl)yJn^P(OSxlSl、0.4^yl当0.6)构成的下部包覆层；由(Alx2Gai_x2)y2Ini.y2P(0^x2Sl、0.4芸y2^0.6)构成的多重量子阱结构的发光层；由掺杂有Mg的p型的(Alx3Ga卜x3)y3Ini-y3P(0^x3Sl、0.4^y3刍0.6)构成的上部包覆层；含有掺杂有Mg的p型的GaP层的电流扩散层，其特征是所述下部包覆层、所述发光层以及所述上部包覆层各层所含的氢的浓度为2xl0卩cm^以下；碳的浓度为2xlO"cmJ以下；氧的浓度为2xl016cm-3以下，所述电流扩散层的部分或全部区域中的氢的浓度为5xl017cm-3以下；碳的浓度为5xl0"cm-3以下；氧的浓度为2xl016cm-3以下。此外，为达到上述目的，本发明提供了一种发光二极管，该发光二极管具有n型的GaAs基板；由从n型的(Alx3Gai.x3)-In^P(0^x3^1、0.4Sy3^0.6)中选出的Al组成不同的至少2种材料构成的布喇格反射层；由n型的(AlxlGai-xl)y、InwP(0当xl刍l、0.4^ylS0.6)构成的下部包覆层；由(Alx2Ga卜^)y2lnLy2P(0Sx2S1、0.4^y2^0.6)构成的多重量子阱结构的发光层；由掺杂有Mg的p型的(Alx3Ga.x3)y3ln^3P(0刍x3^1、0.4刍y3^0.6)构成的上部包覆层；含有掺杂有Mg的p型的GaP层的电流扩散层，其特征是所述下部包覆层、所述发光层以及所述上部包覆层各层所含的氬的浓度为2xl0"cm-3以下；碳的浓度为2xl016cm'3以下；氧的浓度为2xl016cm-3以下，所述电流扩散层的部分或全部区域中的氢的浓度为5xlO"cmJ以下；碳的浓度为5xlO"cn^以下；氧的浓度为2xl016cm-3以下。另外，为达到上述目的，本发明提供了一种发光二极管，该发光二极管具有n型的GaAs基板；从n型的Al^Ga^As(0^x5〇1)和n型的(Alx6Ga，_x6)yJn^P(0^x6^1、0.4^y6^0.6)中选出的布喇格反射层；由n型的(Alx,Gaw)ylIni-ylP(0^xl^l、0.4当yl^0.6)构成的下部包覆层；由(Alx2Gai_x2)y2liiLy2P(0芸x2^1、0.4〇y2^0.6)构成的多重量子阱结构的发光层；由掺杂有Mg的p型的(Alx3Ga!-x3)y3Ini-y3P(0^x3^1、0.4^y3^0.6)构成的上部包覆层；含有掺杂有Mg的p型的GaP层的电流扩散层，其特征是所述下部包覆层、所述发光层以及所述上部包覆层各层所含的氢的浓度为2xl0m-3以下;碳的浓度为2xl0"cn^以下；氧的浓度为2xl016cm-3以下，所述电流扩散层的部分或全部区域中的氢的浓度为5xlO"cmJ以下；碳的浓度为5xlO"cm-3以下；氧的浓度为2xl016cm-3以下。为达到上述目的，本发明提供了一种发光二极管，该发光二极管包括导电基板和晶体层，该晶体层通过金属层与所述导电基板相结合，由多个化合物半导体的晶体层构成，所述晶体层包括由从靠近所述导电基板侧依次层叠的第1导电型的(AlxiGa^)y,InLy,P(OSxlSl、0.4^yl^0.6)构成的下部包覆层；由(Alx2Gai-x2)y2Ini_y2P(0Sx2^1、0.4芸y2^0.6)构成的多重量子阱结构的发光层；由第2导电型的(Alx3Ga-x3)y3ln!-y3P(0^x3^1、0,4Sy3当0.6)构成的上部包覆层，其特征是所述下部包覆层、所述发光层以及所述上部包覆层各层所含的氢的浓度为2xl0"cn^以下；碳的浓度为2xl016cm'3以下；氧的浓度为2xl016cm-3以下。图1所示为本发明第1实施方式的发光二极管的截面图。图2所示为包覆层与电流扩散层的接合部附近的能带结构的说明图。图3所示为包覆层、电流扩散层、中间层的接合部附近的能带结构的说明图。图4所示为本发明第2实施方式的发光二极管的截面图。图5所示为本发明第3实施方式的发光二极管的截面图。图6所示为以往的发光二极管的截面图。符号说明1GaAs基板2緩冲层3布喇格反射层4发光部5中间层6电流扩散层7阴极电极8阳才及电核_9浓度变化区域10,20,30发光二极管21下部包覆层22发光层23上部包覆层31导电基板32基板侧金属层33外延层侧金属层34透光性膜35部分电招_36GaP层37电极接触层41下部包覆层42发光层43上部包覆层100发光二极管101GaAs单晶基板102发光部103电流扩散层104阴极电极105阳#及电扨_1021下部包覆层1022发光层1023上部包覆层通过本发明，能够获得在AlGalnP系的结构时减少发光亮度的下降、实现低功耗且达到高可靠性的发光二极管。具体实施方式第1实施形态发光二极管的结构图1所示为本发明第1实施方式的发光二极管。此发光二极管10的结构是，在n型GaAs基板1上通过MOVPE法依次形成n型GaAs緩冲层2、n型的布喇才各反射层3、发光部4、p型的中间层5以及p型的电流扩散层6的各晶体层，进而，在n型GaAs基板1上与发光部4相反的一面(里面)形成阴极电极7;在电流扩散层6上且与发光部4相反的一面(表面)形成阳才及电4及8。发光部4的结构是在布喇格反射层3上依次形成下部包覆层41、发光层42以及上部包覆层43。下部包覆层41由诸如n型(AlxGa!.x)yln,.yP(0^xSl、0.4^y^0.6)层构成。发光层42由诸如多重量子阱结构的(AlxGa,.x)yln,.yP(0Sx^1、0.4Sy^0.6)层构成。上部包覆层43由诸如含有掺杂有Mg的p型(AlxGa.x)ylriLyP(OSxS1、0.4刍y刍0.6)的层构成。前面之所以对氢、碳、氧作了规定，理由如下。本发明人考虑到从中间层5、电流扩散层6、下部包覆层41等向发光层42及上部包覆层43转移的掺杂物的量，由于通过MOVPE法使各晶体层外延生长时的热过程以及向发光二极管10的通电，受到进行掺杂后的各晶体层(外延层)品质的影响，对于不纯物浓度和向发光层42转移的掺杂物的量进行了仔细且持续的研究。其结果了解到，与中间层5、电流扩散层6、下部包覆层41及上部包覆层43等的掺杂物浓度相比，向发光层42转移的掺杂物的量更强依存于各晶体层中的氢、碳及氧的浓度。氢、碳及氧并非有意掺杂的元素，可看作是从由MOVPE法使各晶体层进行外延生长时的原料气体及环境气体混杂而进入的。于是将MOVPE法的外延生长条件进行详细地研讨，发现了用于将各晶体层中混杂的氢、碳及氧的浓度进行控制的生长条件。将下部包覆层41、发光层42及上部包覆层43各层所含的氢(H)的浓度定为2xl0"cm'3以下；碳(C)的浓度为2xlO"cnT3以下；氧(O)的浓度为2xl016cm-3以下,又将电流扩散层6的氢的浓度定为5xl017cm-3以下；碳的浓度为5xlO卩cm^以下；氧的浓度为2xl016cm-3以下，进而将中间层5的氢的浓度定为lxl018cm-3以下；碳的浓度为lxl018cm-3以下；氧的浓度为5xlO"cmJ以下。由此，能够成功地将从各晶体层向发光层42转移的掺杂物抑制在极少的量内，提高初期的发光亮度，还能得到因通电使发光亮度极少降低的AlGaln系发光二极管。为了降低通电时的发光二极管10的顺向电压，必须降低中间层5的电压损失。此电压损失的原因在于电流扩散层6与中间层5的界面以及中间层5与上部包覆层43的界面的能带端的不接续。作为避免此问题的方法之一，将用于中间层5的导电型控制所掺杂的掺杂物的浓度增加到诸如3xl018cm-3以上，将各能带端的不接续的隧道电流加以提高的方法很有效。隧道电流具有随掺杂量的增加而提高的倾向。但当将中间层5的掺杂量增加至诸如lxl0^cm-3时，将引起晶体层表面品质的下降，并降低发光二极管10的成品率。于是，本发明除了用于导电型控制的掺杂物，对其他不纯物再掺杂到中间层5，并进行了用于进一步降低中间层5的电压损失的研讨。其结果如前所述，通过对第二导电型的掺杂物进行5xl0"cn^以上浓度的掺杂，能够大幅度地降低中间层5的电压损失。电流扩散层6由含有掺杂有Mg的p型的GaP层构成。发光二极管的制造方法首先，通过MOVPE法使AlGalnP、GalnP、AlInP、GaP等AlGalnP系晶体层在GaAs基板1上进行外延生长。此时，作为生长材料使用由三曱基镓(TMG)、三曱基铝(TMA)、三曱基铟(TMI)等有机金属材料组成的III族元素原料。又，作为V族元素原料，有金属氢化物气体的磷化氢(PH3)。在AlGalnP系发光二极管10中，布喇格反射层3、电流扩散层6等上也使用了GaAs、AlGaAs等AlGaAs系晶体层。此时，III族元素原料同AlGalnP系晶体层一样，作为V族元素原料主要使用金属氢化物气体的砷化三氢(AsH3)。上述有机金属材料的蒸汽及金属氬化物气体将氢气作为载体气体送入MOVPE装置的反应室。反应室设有基座及加热装置，GaAs基板l装在基座的预定位置上并进行加热。在AlGalnP系发光二极管晶体层的生长中，一般GaAs基板1的温度设在600°C~750。C之间。送入反应室的原料气体经热分解后，其反应生成物作为AlGalnP系化合物及AlGaAs系化合物在GaAs基板1上进行外延生长。作为用于将晶体层进行p型导电型控制的掺杂元素，主要使用Mg、Zn，作为它们的原料，主要使用二茂镁(Cp2Mg)、二曱基锌(DMZn)及二乙基锌(DEZn)等。又，作为用于将晶体层进行n型导电型控制的掺杂元素，主要使用Te、Se、Si，作为它们的原料，主要使用二甲基碲(DMTe)、二乙基碲(DETe)、硒化氢(H2Se)、乙硅烷(Si2H6)及曱硅烷(SiH4)等。掺杂原料大致与III族元素原料及V族元素原料同时供给反应室。如图1所示，发光二极管10由多个晶体层构成，各晶体层从GaAs基板1侧的緩冲层2起依次连续的进行外延生长。在各晶体层的生长中，可选择需要的III族元素原料、V族元素原料，按预先设定的流量供给反应室。氢、碳、氧剂掺杂物的浓度的研讨可想而知，存在于经MOVPE法进行外延生长后的电流扩散层、中间层、上部包覆层及下部包覆层等中的氲和碳能从未分解的III族元素原料及V族元素原料混入各晶体层。还有氧，可想而知残存于反应室内壁及基座表面的水分及氧能混入晶体层。使存在于电流扩散层、中间层、上部包覆层及下部包覆层等中的氢、碳及氧在各晶体层中产生某种晶体缺陷，通过边向各晶体层施加热能边注入电子和空穴的方式可由晶体缺陷推测掺杂物的转移。为防止掺杂物的转移，要将各晶体层中氬、碳及氧控制在适当的浓度以下。外延生长时，混入各晶体层中的氢、碳及氧的浓度依存于各晶体层的生长条件。例如，氢的浓度主要强烈依存于GaAs基板1的温度，温度越高氢的浓度越呈现下降倾向。又，晶体层生长后，将GaAs基板1的温度保持在300。C以上的时间越长，氢的浓度越呈现下降倾向。另一方面，碳及氧的浓度也受温度的影响，但更强烈依存于供给反应室的V族元素原料的摩尔浓度与III族元素原料的摩尔浓度之比(下称V/III比)，V/III比越高，碳及氧的浓度越呈现下降倾向。于是，通过将下部包覆层41、发光层42及上部包覆层43各层所含的氢的浓度控制在为2xl0"cm-3以下；碳的浓度控制在2xl016cm-3以下；氧的浓度控制在2x1016cm-3以下，将电流扩散层6的氢的浓度控制在5x1017cm-3以下；碳的浓度控制在5xl0"cm-s以下；氧的浓度控制在2xl0m'3以下，将中间层5的氢的浓度控制在lxlO"crr^以下；碳的浓度控制在lxio18cm-3以下；氧的浓度控制在5xl016cm-3以下，就能将从各层向发光层42转移的掺杂物浓度抑制在极低的水平。关于向发光层42转移的掺杂物的浓度是在外延生长之后及在形成发光二极管元件并实施通电试验后测量的数据。当在外延生长之后及在实施通电试验后测量的向发光层的掺杂物转移浓度都在&1016011-3以下的情况时，初期的发光亮度高，且通电试验后的发光亮度也几乎不下降。当在外延生长之后向发光层42的掺杂物转移浓度都在2xl0"cn^以下的情况时，可见到初期的发光亮度显著下降。在外延生长后测量到的向发光层42转移的掺物浓度越高，初期发光亮度的下降越显著。另一方面，尽管在外延生长之后向发光层的掺杂物转移浓度比2xl016cm—3低、且初期发光亮度良好的情况时，若是经通电试验发现发光亮度显著下降的发光二极管，通电试验后检测的向发光层的掺杂物转移浓度为2xl0'6cm-3以上。通电试验后检测的向发光层42的掺杂物转移浓度越高，发光亮度的下降越显著。外延生长时的热过程及通电产生的掺杂物的转移，与Si、Se、Te等n型掺杂物相比，Zn、Mg等p型掺杂物更显著。例如，当上部包覆层43、中间层5、电流扩散层6为p型时，通过将发光层42和与其相邻的上部包覆层43、以及中间层5及电流扩散层6的氢、碳及氧浓度控制在上述浓度以下，就能大致抑制p型掺杂物向发光层42的转移。当在任意晶体层上，氢、碳及氧的任意不纯物元素的浓度超过上述浓度时，外延生长后或通电试验后向发光层转移的p型掺杂物的浓度为2xl016cm-3以上。中间层5与其他的晶体层相比p型掺杂物的浓度高，但即使氢、碳及氧的浓度比其他晶体层高，对于向发光层42转移的p型掺杂物的量的影响也不大。这是因为中间层5很薄，仅在其他晶体层的1/10以下的缘故。关于n型掺杂物，同p型掺杂物的情况相同，当向发光层42转移的掺杂物的浓度达到2xl0"cn^以上时，发光亮度下降。但通过将下部包覆层41的氢、碳及氧浓度控制在上述浓度以下，就能够将外延生长后或通电试验后测量到的向发光层42转移的掺杂物的浓度抑制在比2xl016cm-3更低的状态。当上部包覆层43、中间层5、电流扩散层6为n型、下部包覆层41为p型时，将这些层和发光层中的氢、碳及氧的浓度控制在上述浓度以下，也是防止发光二极管IO长期通电中的发光亮度下降所希望的。中间层上的电压损失关于向发光二极管通电时降低中间层上的电压损失的说明如下。图2所示为包覆层与电流扩散层的接合部附近的能带结构的说明图；图3所示为包覆层、电流扩散层、中间层的接合部附近的能带结构的说明图。-中间层5最初的主要的设计目的是为减少在上部包覆层43与电流扩散层6的界面上生成的能带端不连续的电子及空穴的势垒。图2所示为将p型(AlxGa,.x)yln,.yP(x-0.7、y-0.51)上部包覆层43和p型GaP电流扩散层6的接合部附近的能带结构;漠式化的图形。因为AlGalnP和GaP的电子亲和力不同，在接合界面上导带端(Ec)和价电子带端(Ev)双方将产生能带端不连续。在向发光二极管IO通电时，流过p型AlGalnP上部包覆层43和p型GaP电流扩散层6的电流的承担者主要为空穴。因此，价电子带端(Ev)的不连续成为空穴的势垒，产生不小的电压损失。顺便提及，当使图6所示发光二极管100以电流密度约22.2A/cn^发光时，作为顺向电压，测定结果为2.5V以上的高值。又，AlGalnP上部包覆层1023，由于进行了同GaAs晶格大致匹配式组成的控制，所以在与GaP电流扩散层103之间产生约4%的晶格不匹配。因此，在GaP电流扩散层103的表面产生大的凹凸，还出现了在电极形成工序中成品率下降的问题。图3的示例为在上部包覆层43与电流扩散层6之间形成中间层5时的接合部附近的能带结构的模式图。其中，作为中间层5的示例，使用了将p型掺杂物以3xl018cm-3以上的高浓度进行掺杂后的p型(AlxGa,-x)yln,-yP(xi、y-0.7)的层，即高载流子浓度的p型、GaP混晶比约0.7的GalnP层。GalnP层由于在高浓度下掺杂p型掺杂物而呈缩退状态。由于形成了GalnP中间层5，可緩和价电子带端(Ev)的不连续，并降低空穴的势垒。顺便提及，在图6所示的发光二极管中，在加入前述的GalnP中间层处，电流密度约22.2A/cn^的顺向电压约为2.2V。又，在GaP电流扩散层表面未见显著的凹凸，表面品质良好。这样，通过"&置中间层5降低发光二极管10的顺向电压的第1原因是为了降低了因价电子带端(Ev)的不连续造成的空穴的势垒，其他原因还可再列举2条。第l在于提高了中间层5的掺杂物浓度的作用。由于提高了中间层5的p型掺杂物的浓度，相对中间层5与电流扩散层6界面的空穴的势垒明显降低。又，虽然在上部包覆层43与中间层5的界面上存在较高的势垒，但由于中间层5的空穴浓度非常高，增加了通过势垒的隧道电流。隧道电流的增加所引起的顺向电压减少的作用当将中间层5的p型掺杂物浓度提高到3xl0"cm-3时很显著，顺向电压如前所述，约为2.2V。当进一步提高掺杂物浓度时，顺向电压虽基本稳定，但都呈下降倾向。然而当将摻杂物浓度提高到"1019011-3时，电流扩散层6的表面品质下降，发光二极管IO的成品率下降。第2在于界面能级的影响。中间层5还具有緩和上部包覆层43和电流扩散层6的晶格不匹配的作用，如前所述，通过形成中间层5，电流扩散层6的表面品质有大幅度改善。当GalnP中间层5的GaP混晶比在0.6~0.9的范围、也就是当GalnP的晶格常数为AlGalnP上部包覆层43与GaP电流扩散层6之间的值时，可以取得这样的改善效果。GaP混晶比在范围0.6-0.9范围的GalnP中间层5与上部包覆层43和电流扩散层6的晶格不匹配有关。因此，认为造成晶格不匹配的晶体缺陷较高密度地存在于界面上。又，将中间层5做成高掺杂物密度后的界面也会增加晶体缺陷。这些界面的晶体缺陷在能带间隙内形成界面能级。经这些界面能级，空穴转移的电流(下称界面漏泄电流)增加一事，也寄托于顺向电压的降低。以进一步降低顺向电压为目标，在由GalnP组成的中间层5上，有意加入n型掺杂物进行掺杂，可见顺向电压的进一步降低。当中间层5的GaP混晶比在0.6-0.9的范围、p型掺杂物浓度为3xlO"cm-3以上时，一旦n型掺杂物浓度超过lxl017cm-3，就可始见到顺向电压降低的效果。其效果在n型掺杂物浓度超过5xlO卩cn^时越发显著。例如，当应用于p型掺杂物浓度为3xl018cm-3、n型掺杂物浓度为5xl017cm'3、GaP混晶比约0.7的GalnP中间层5上时，电流密度约22.2A/cn^的发光二极管的顺向电压变为2.0V以下。这是由于除了p型掺杂物之外，还掺杂n型掺杂物，界面能级密度显著增加、界面漏泄电流变大的缘故。当将n型掺杂物的浓度从5xlOm-s进一步增加时，顺向电压只有少许降低的倾向。而当将n型掺杂物的浓度变为p型掺杂物浓度的50%以上时，顺向电压反而呈变高倾向。这也许是由于促进了施主对受主的补偿、降低了界面的隧道电流的缘故。当GalnP中间层5的GaP混晶比在0.6~0.9的范围，且p型掺杂物浓度为3xl018cm-3~9xl018cm-3的范围时，即使将n型掺杂物以p型掺杂物浓度的约50%的浓度进行掺杂，形成在中间层5上的GaP中间层的表面品质依然良好。又，当下部包覆层41、发光层42及上部包覆层43、中间层5及电流扩散层6的氢、碳、氧的浓度在前述浓度之下时，外延生长后及通电试验后向发光层42转移的掺杂物的浓度为低于2xl016cm—3的值。第1实施方式的效果通过第1实施方式，对下部包覆层41、发光层42、上部包覆层43、中间层5及电流扩散层6的氢、碳、氧的浓度所作的规定，能够获得经可靠性实验证明的发光输出功率极少降低的高可靠性的发光二极管。顺便提及，以往一般的AlGalnP系发光二极管的发光输出功率相对初始值下降30%左右，不能获得高可靠性。在上述实施方式中，作为p型掺杂物使用了Mg，而作为别的p型掺杂物，也可使用Zn。又，作为n型掺杂物使用了Te,而作为别的n型掺杂物，也可使用Se、Si。又，中间层5含有Si、Se、Te之中的1或2个以上的元素，其不纯度物浓度合计在5xl017cm-3以上，而且还能为比Mg更〗氐的结构。又，在上述实施例中，将GaAs基板l、緩沖层2、布喇格反射层3及下部包覆层41的导电型作为n型，将上部包覆层43、中间层5及电流扩散层6的导电型作为p型，也可将两导电型交换也可以。届时，构成布喇格反射层3的p型AlGalnP层也同发光部4一样，最好将氢的浓度做到2xl017cm-3以下、碳的浓度做到2xl0"cm-3以下、氧的浓度做到2xlO"cm-3以下。实施例1接着，就本发明的实施例说明如下。实施例1在图1的发光二极管10中各层的结构如下。布喇格反射层3是将一层n型(AlxGa")yln,.yP(本实施例中以x-l、y-0.51掺杂Te)，和一层n型AlxGa,.xAs(本实施例中以x-0.5掺杂Te)层叠后的2层的晶体层作为l对，共形成20对。发光部4由n型的下部包覆层41、发光层42及p型的上部包覆层43构成。下部包覆层41由n型(AlxGaux)yIni-yP(本实施例中以x-0.7、产0.51掺杂Te)构成，掺杂物浓度为约4xl0"cm人厚度为约0.5pm。发光层42是以(AlxGai.x)yliM-yP构成的多重量子阱结构，本实施例中，作为发光层42的构造是使用(AlxGai.x)yIni-yP(本实施例中x-0.5、y-0.51)、及(AlxGa1-x)yln1-yP(本实施例中x-O、y-0.51)，发光二极管10的发光能镨的峰值波长大致为635nm。本发光层42以不掺杂方式进行生长。上部包覆层43由p型(AlxGa1-x)yln"yP(本实施例中以x-0.7、y-0.51掺杂Mg)构成，将掺杂物浓度做到约lxlOl7cm、厚度做到约lpm。中间层5由p型(AlxGa卜x)yIn!.yP(本实施例中以x-O、y-0.7掺杂Mg和Te)构成，将p型掺杂物Mg的浓度做到约5xl018cnf3，Te的浓度做到约5xl017cm-3,厚度做到约20nm。电流扩散层6在本实施例中以掺杂了Mg的p型GaP构成，厚度做到约12pm。p型掺杂物的浓度做到约4.5xl018cm-3。阴极电极7由AuGe合金、Ni、Au构成，以AuGe合金—Ni—Au的顺序由真空蒸着法形成。阳极电极8由AuZn合金、Ni、Au构成，在以AuZn合金—Ni—Au的顺序层叠的同时，通过使用光刻胶图形的剥离(liftoff)法形成预先设计的形状、尺寸的电极。阴极电极7及阳极电极8形成后进行热处理，将各电极与晶体层的接触显示欧姆性。将形成电极后的外延晶片进行刻模，做成表面尺寸为300pm方块及lmm方块的发光二极管芯片，在安装到金属管座上之后，进行了发光功率、顺向电压的测定及可靠性试验。以上结构的实施例中，关于构成发光二极管IO的各晶体层(外延层)，进行了外延生长温度及V/III比等条件的研讨，确立了用于控制各晶体层中的氢、碳及氧浓度的条件。关于根据该控制条件生长的发光二极管用外延晶片，对下部包覆层41、发光层42、上部包覆层43、中间层5及电流扩散层6的氢、碳、氧的浓度进行了测定，结果如表l。因为关于下部包覆层41、发光层42、上部包覆层43,若V/III比等条件相同的话，氢、碳、氧的浓度呈大致相同的值已是确认之事，所以表中将这些晶体层集中为发光部。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>表中所示的测定值是由标准样本校正后的值，氢、碳、氧的浓度通过SIMS(SecondaryIonMassSpectrometry:2次离子质"i普分析)法进4亍了计测。各元素的检测临界浓度是，氢lxl0"cm-3,碳lxl0"cm-3，氧lxlO"cm'3。发光功率、顺向电压的测定在电流密度约22.2A/cm2、环境温度25。C的条件下进行。本实施例的发光二极管得到了良好的值，即发光功率约2.5mW、顺向电压约1.90V。作为可靠性试-睑，在环境温度85。C、湿度85%的环境下，以电流密度约44.4A/cr^进行了2000小时的通电。本实施例的发光二极管10经可靠性试验后，发光功率及顺向电压未见变化。发光二极管用外延晶片及可靠性试验结束后的发光二极管的发光层42的掺杂物浓度通过SIMS法进行了测试，其浓度都在lxlO"cn^以下。SIMS法的掺杂物检测临界浓度是，Mg为8xl0"cnf3、Te为lxlO"cm-3。上述实施例中，通过将发光部4(下部包覆层21、发光层22、上部包覆层23)、中间层5及电流扩散层6的氬、碳、氧的浓度控制在表1的值，能够得到发光功率高、可靠性试验后发光功率也几乎不下降的发光二极管10。为了了解晶体层中氢、碳、氧的浓度对发光二极管的特性的影响，制作了表2~表4所示的发光二极管试验用样本。试验用样本的结构以图1所示的构造为基本。将此试验用样本的发光部4、中间层5及电流扩散层6的氢、碳、氧的浓度加以了变化。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>表2所示的样本是将发光部4的氢、碳、氧的浓度加以变化的数值。样本#11将氢的浓度提高为表1所示的实施例1的约2倍，碳浓度及氧浓度与实施例l大致相同。又，发光部4以外的晶体层的外延生长条件也与实施例l相同。同样，样本#12将碳的浓度提高为实施例1的约2倍。样本#13将氧的浓度提高到2.3xl016cm-3。晶体层的氢浓度主要通过控制生长温度进行改变。碳浓度主要通过控制V/III比进行改变。V/III比对氧浓度也有影响，但其影响比对碳浓度的影响小。关于氧浓度，通过在外延生长时有意掺杂氧进行改变。未见因有意掺杂氧对氢浓度及碳浓度的影响。以表2所示样本相同的方法对电流扩散层6和中间层5的氢、碳及氧的浓度进行改变。表3所示为将电流扩散层6的氢、碳及氧的浓度进行改变后的样本，表4所示为将中间层5的氢、碳及氧的浓度进行改变后的样本。关于表24所示的发光二极管IO的试验用样本，进行了发光功率的测定及可靠性试验。发光功率的初始值和可靠性试验后的发光功率相对值如表5所示。表5的相对值为将发光功率的初始值作为1时的值。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>首先对将发光部4的氢、碳、氧(O)的浓度进行变化的样本#11~13进行分析。将发光部4的氢浓度提高到2.2xl017cnf3的样本#11和将碳浓度提高到2.2xl016cm-3的样本#12的发光功率的初始值比较好。但可靠性试验后的发光功率显示出大幅度下降，比初始值下降了20%以上。将氧浓度提高到2.3xl0"cm-3的样本弁13的初始值比实施例1的发光二极管10下降了20%以上。又，可靠性试验后的发光功率也比初始值下降了20%以上。关于试验用样本#11~13,发光层42的Mg掺杂物浓度通过SIMS法进行测定，可靠性试验实施前后的掺杂物浓度，样本#11为1.2xl016cm-3及2.1xl0'6cm—3，样本存12为1.4xl0"cm-3及2.2xl0'6cm,样本#13为2.0xl016cm-3及3.2xlO'W3。实施例1的发光二极管IO的测定结果为lxlO"cm—3以下，由此可知，在试验用样本#11~13的发光层42上测到的掺杂物是在外延生长时或可靠性试验实施时从发光层以外的晶体层转移而来的。又，其掺杂物的转移强力影响发光部4的氢、碳、氧浓度，可以认为，转移到发光层42上的掺杂物是发光输出功率下降的主要原因。从试验用样本#11~13的结果看，为了抑制发光功率的初始值和可靠性试验后的发光功率的大幅度下降(下降20°/。以上)，最好将发光部4(下部包覆层21、发光层22、上部包覆层23)的氢浓度降到2xl0"cn^以下，碳浓度降到2xl016cm-3以下，氧浓度降到2xl016cm-3以下。接下来，对将电流扩散层6的氢、碳、氧的浓度进行变化的样本#21~26进行分析。关于初始值，所有的样本都显示出良好的值。但关于将电流扩散层6的氢浓度提高到6.0xl017cm-3的样本#22、将碳浓度提高到7.1xl017cm-3的样本#24及将氧浓度提高到3.2xl0"cn^的样本^6，可靠性试验后的发光功率显示出大幅度下降，比初始值下降了20%以上。这些样本在可靠性试验后的发光层的掺杂物浓度在2.2xl016cm-3~2.4x1016cm-3范围内，都显示出2.0x1016cn^以上的高值。另一方面，关于氢浓度为3.1xlO"cm'3的样本Wl、碳浓度为2.5xl017cm'3的样本#23及氧浓度为1.8xi(^crr^的样本弁25，可靠性试验后的发光功率的下降为较小的11%~14%。这些样本在可靠性试验后的发光层的掺杂物浓度也在1.7xl016cm-3~1.9xl016cm-3,在2.0xl016cm-3以下。从试验用样本#21~26的结果可以确认，作为发光功能下降的原因，可举向发光层转移的掺杂物的影响，电流扩散层6的氢、碳及氧的浓度强力影响其掺杂物的转移。为防止因可靠性试验大幅度降低发光功率，最好将电流扩散层6的氢浓度做到5xlO"cm's以下，碳浓度做到5xlO"cm^以下，氧浓度做到2xl0"cm-s以下。关于将中间层5的氢、碳及氧的浓度进行变化的样本#31~36,同电流扩散层6的情况一样，初始值时所有的样本都显示出良好的值。但关于中间层5的氢浓度为1.1xlOm-s的样本W2、碳浓度为1.2xl(Tcn^的样本存34及氧浓度为6.2xl016cm-3的样本#36，可靠性试验后的发光功率显示出大幅度下降，比初始值下降了20%以上。这些样本在可靠性试验后的发光层42的掺杂物浓度在2.1xl016cm'3~2.2xl016cm-3范围内，显示出高值。另一方面，关于氬浓度为8.2乂1017011-3的样本#31、碳浓度为7.0xl0"cm-3的样本#33及氧浓度为3.2xl0"cm-s的样本存35，可靠性试验后的发光功率的下降为较小的8%~10°/。。这些样本在可靠性试验后的发光层42的掺杂物浓度在1.6xl016cm-3~1.8xl016cm-3。从试^r用样本約136的结果可以确认，作为发光功能下降的原因，也可举出向发光层转移的掺杂物的影响，中间层5的氢、碳及氧的浓度强力影响其掺杂物的转移。为防止因可靠性试^r大幅度降低发光功率，最好将中间层5的氢浓度做到lxl0"cm-3以下，碳浓度做到lxlO"cm-s以下，氧浓度做到5xl0m-3以下。实施例1的发光二极管10，作为顺向电压获得了约1.90V的良好的值。这归功于对中间层5有意掺杂了n型摻杂物(本实施例为Te)。中间层5中只掺杂p型掺杂物(本实施例为Mg)的发光二极管的顺向电压为约2.11V的高值。当中间层5中的p型掺杂物浓度为3xlO"cn^9xlO"cn^的范围、n型掺杂物浓度为5xl0"cn^时，发光二极管IO的顺向电压大致为1.90V。又，即使将n型掺杂物增加到p型掺杂物的50%左右，也未见顺向电压有明显的变化。当将n型掺杂物的浓度提高到p型掺杂物浓度的50%以上时，或将n型掺杂物的浓度降低到4xl0"cm-s以下时，可见所有发光二极管的顺向电压呈显著增加的倾向。实施例2接下来就实施例2进行说明。通过仅在上述实施例1中电流扩散层6的部分区域将氢、碳及氧的浓度按表1的值进行控制，获得了与实施例1相同的效果。该区域最好从中间层5的界面起取一定厚度，为电流扩散层6的厚度的20%以上。而当电流扩散层6很薄时，可按大致比例将前述区域做薄些。为了降低晶体层的碳及氧浓度，外延生长时必须增加V组原料的供给、提高V/III比。当像电流扩散层6—样进行较厚层的生长时，通过以高v/ni比将生长的区域做薄，能够降低发光二极管IO的制造成本。另外，上述实施例2中，通过将前述区域的掺杂物浓度降低，或改变掺杂物的浓度，能将前述区域的厚度做得更薄。第2实施方式图4所示为本发明第2实施方式的发光二极管。此发光二极管20在第1实施方式的电流扩散层6内设置了掺杂物(Mg)的浓度变化区域9，其他结构与第1实施方式相同。浓度变化区域9的掺杂物浓度是从靠近中间层5的界面起取6xl017cm-3以下、在厚度方向上到4.5x10"cn^为止逐渐增加的。浓度变化区域9的氢、碳、氧浓度控制为表1所示的电流扩散层的值。关于浓度变化区域9之外的电流扩散层6，以氢浓度约为6.0xl017cm-3、碳浓度约为2.5xl017cnT3、氧浓度约为l.lxl016cm_3的条件进行生长。浓度变化区域9的厚度即使薄至1.5pm,也能在可靠性试^r前后获得同第1实施方式大致相同的发光功率。当将膜厚做到比前记膜厚更薄、及将靠近中间层5的界面的掺杂物浓度做到比前记浓度更高时，可靠性试验后的发光功率将下降。在将浓度变化区域9的掺杂物浓度大致平均地降低时，若掺杂物浓度为lxlO"cm-3以下的话，浓度变化区域9的厚度即使薄至1.5pm，也能在可靠性试验前后获得同第1实施方式大致相同的发光功率。第3实施方式图5所示为本发明第3实施方式的发光二极管。此发光二极管30将含有发光部4的外延层和导电基板31经金属层(基板侧金属层32,外延层侧金属层33)进行接合，在外延层的上面和导电基板31的下面形成用于向发光二极管30通电的阴极电极7及阳极电极8。上述外延层由GaP层36、中间层5、发光部4及电极接触层37构成。在GaP层36的下部形成能透过发光光的透光性膜34和部分电极35。作为透光性膜34使用了氧化硅膜。部分电极35欧姆4妾续于p型的GaP层36,并接续于下段的外延层侧金属层33。导电基板31可从含有Si、GaAs、铜的金属中任意选择，本实施方式使用了p型硅基板。进而，在导电基板31的里面(下面)形成阳极电极8。GaP层36的导电型为p型，将厚度做成约lpm、p型纟参杂物浓度约4.5xl018cm-3。此层的氢、碳及氧的浓度如表1所示的电流扩散层的值一样进行生长条件控制。电极接触层37由n型(AlxGa")yln^P(本实施例中以x-0、y^0.51掺杂Te)构成，摻杂物浓度为2xl018cm-3。电极接触层37的上面形成阴极电极7。去除该阴极电极7正下方以外的电极接触层37，为的是防止降低具有光吸收性的电极接触层37的光取出效率。外延层侧金属层33由含金(Au)层的多个金属层构成。外延层侧金属层33具有将发光层42下方放射的光反射到上方的功能，同时还具有用于与基板侧金属层32接合的粘着层的功能。基板侧金属层32同外延层侧金属层33—样，由含金属的多个金属层构成。基板侧金属层32的上面与外延层侧金属层33金属接合，同时下面与导电基板31欧姆接触。发光部4与第1实施方式一样，由p型的下部包覆层41、发光层42及n型的上部包覆层43构成。下部包覆层41由p型(AlxGai_x)yInHP(本实施例中以x-0.7、产0.51掺杂Mg)构成，掺杂物浓度做到约4xl017011-3,厚度做到约0.5pm。发光层42由(A^GaLx)ylm.yP构成的多重量子阱结构。发光部4的氩、碳及氧的浓度如表1所示的发光部的值一样进行生长条件控制。本实施方式中，作为多重量子阱结构的发光层42使用(AlxGai-x)yIni-yP(x-0.5、y-0.51)及(AlxGa!.x)yln!.yP(x-0、y-0.51)，发光二极管30的发光能谱的峰值波长呈大致为635nm。此发光层42以不掺杂形式生长。上部包覆层43由n型(AlxGa!-x)yln，.yP(本实施例中以x-0.7、y-0.51掺杂Te)构成，掺杂物浓度做到约lxl017cm—3，厚度做到约2|am。中间层5由p型(AlxGa,.x)yln!-yP(本实施例中以x-0、产0.7、掺杂Mg和Te)构成，p型掺杂物的Mg的浓度做到约5xl0"cm'3，Te的浓度做到约5xl017cm-3,厚度做到约20nm。中间层5的氢、碳及氧的浓度如表l所示的中间层的值一样进行生长条件控制。第3实施方式中，制作了表面尺寸约300(im的方块及lmm方块的发光二极管。将这些发光二极管芯片实装在金属管座上后进行了发光功率、顺向电压的测定及可靠性试验。其结果，发光功率得到约6mW的极高值。顺向电压也为1.92V的良好的值。又，即使在可靠性试验后，也未见发光功率及顺向电压的值发生变化，比相对初始值下降30%左右的以往的AlGalnP系发光二极管具有良好的特性。其他的实施方式本发明不仅限于上述各实施方式，还可能是在不脱离或变更本发明的技术思想的范围内的种种变形。根据本发明的发光二极管发光功率高、耗电量低、可靠性高的特点，可应用于诸如信号器、汽车的外装灯、液晶电视等背光灯组件上。权利要求1.一种发光二极管，其特征是该发光二极管具有第1导电型的GaAs基板；由从第1导电型的Alx0Ga1-x0As中选出的至少2种Al组成不同的材料构成的布喇格反射层；由第1导电型的(Alx1Ga1-x1)y1In1-y1P构成的下部包覆层；由(Alx2Ga1-x2)y2In1-y2P构成的多重量子阱结构的发光层；由第2导电型的(Alx3Ga1-x3)y3In1-y3P构成的上部包覆层；含有第2导电型的GaP层的电流扩散层，其中，所述下部包覆层、所述发光层以及所述上部包覆层各层所含的氢的浓度为2×1017cm-3以下、碳的浓度为2×1016cm-3以下、氧的浓度为2×1016cm-3以下，所述电流扩散层的部分或全部区域中的氢的浓度为5×1017cm-3以下、碳的浓度为5×1017cm-3以下、氧的浓度为2×1016cm-3以下，其中，0≤x0≤1，0≤x1≤1，0.4≤y1≤0.6，0≤x2≤1，0.4≤y2≤0.6，0≤x3≤1，0.4≤y3≤0.6。2.—种发光二极管，其特征是该发光二极管具有第l导电型的GaAs基板；由从第1导电型的(Alx4Gai_x4)y4Ini-y4P中选出的至少2种Al组成不同的材料构成的布喇格反射层；由第1导电型的(AlxlGai.xl)ytln,.y,P构成的下部包覆层；由(Alx2Gai_x2)y2ln,.y2P构成的多重量子阱结构的发光层；由第2导电型的(Alx3Gai.x3)y3ln^3P构成的上部包覆层；含有第2导电型的GaP层的电流扩散层，其中，所述下部包覆层、所述发光层以及所述上部包覆层各层所含的氢的浓度为2xl017cm-3以下、碳的浓度为2xl016cm-3以下、氧的浓度为2xl016cm-3以下，所述电流扩散层的部分或全部区域中的氢的浓度为5xl0口cn^以下、碳的浓度为5xlO"cm-3以下、氧的浓度为2xl0"cirf3以下，其中，0^x4^1，0.4^y4^0.6，0^x1^1,0.4^yl^0.6，0^x2^1,0.4Sy2刍0.6，0^x3^1,0.4当y3刍0.6。3.—种发光二极管，其特征是该发光二极管具有第l导电型的GaAs基板；从第1导电型的AlxsGa"5As和第1导电型的(Alx6Gai-x6)y6Ini_y6P中选出的布喇格反射层；由第l导电型的(AlxlGai.xl)y,In^P构成的下部包覆层；由(Alx2Gai_x2)y2ln,.y2P构成的多重量子阱结构的发光层；由第2导电型的(Al"Ga"3)y3ln,-y3P构成的上部包覆层；含有第2导电型的GaP层的电流扩散层，其中，所述下部包覆层、所述发光层以及所述上部包覆层各层所含的氢的浓度为2x1017cm-3以下、碳的浓度为2x1016cnT3以下、氧的浓度为2x1016cm-3以下，所述电流扩散层的部分或全部区域中的氢的浓度为5xlO"cm^以下、碳的浓度为5xlO"cmJ以下、氧的浓度为2xl0"cn^以下，其中，0^x5^1，0^x6^1，0.4^y6^0.6，0^x1^1，0.4^yl^0.6，0^x2^1，0.4^y2^0.6，0^x3^1，0.4^y3^0.6。4.根据权利要求l-3的任一项所述的发光二极管，其特征是，在所述上部包覆层与所述电流扩散层之间设有中间层，所述中间层由比所述上部包覆层的第2导电型掺杂物浓度高的(Alx7Ga,-x7)y7ln,-y7P构成，所述中间层中氢的浓度为lxl018cm-3以下、碳的浓度为lxl018cm-3以下、氧的浓度为5xlO"cm-3以下，其中，0^x7^1，0当y7刍l。5.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征是，所述中间层的所述第2导电型掺杂物的浓度在5xl017cm-3以上，且包含比所述第2导电型摻杂物的浓度低的第1导电型掺杂物。6.—种发光二^l管，其特征是该发光二极管具有n型的GaAs基板；由从n型的AUGa"oAs中选出的至少2种Al组成不同的材料构成的布喇格反射层；由n型的(Alx!Ga,.xJyilr^^P构成的下部包覆层；由(Alx2Gai-x2)y2ln.y2P构成的多重量子阱结构的发光层；由掺杂有Mg的p型的(Alx3Gai-x3)y3Ini.y3P构成的上部包覆层；含有掺杂有Mg的p型的GaP层的电流扩散层，其中，所述下部包覆层、所述发光层以及所述上部包覆层各层所含的氢的浓度为2xl017cm_3以下、碳的浓度为2xl016cm-3以下、氧的浓度为2xl016cm-3以下，所述电流扩散层的部分或全部区域中的氢的浓度为5xl0"cn^以下、碳的浓度为5xl0"cn^以下、氧的浓度为2xlO'W3以下，其中，0^x0^1,0^x1^1，0.4^yl当0.6，0^x2^1,0.4^y2^0.6，，0^x3^1,0.4Sy3当0.6。7.—种发光二极管，其特征是该发光二极管具有n型的GaAs基板；由从n型的(Alx3Gai-x3)y3l.y3P中选出的至少2种Al组成不同的材料构成的布喇格反射层；由n型的(AlxIGaLXl)ylIni.ylP构成的下部包覆层；由(Alx2Gai-x2)y2ln卬P构成的多重量子阱结构的发光层；由掺杂有Mg的p型的(Alx3Gai-x3)y3ln,.y3P构成的上部包覆层；含有掺杂有Mg的p型的GaP层的电流扩散层，其中，所述下部包覆层、所述发光层以及所述上部包覆层各层所含的氢的浓度为2x1017cm-3以下、碳的浓度为2x10'6cm-3以下、氧的浓度为2x1016cm-3以下，所述电流扩散层的部分或全部区域中的氢的浓度为5xlO"cmJ以下、碳的浓度为5xl0"cm-3以下、氧的浓度为2xl0m-3以下,其中，0^x3^1，0.4Sy3^0.6,O空xl当l,0.4^yl刍0.6，0刍x2当l，0.4^y2刍0.6，0^x3^1，0.4^y3^0.6。8.—种发光二极管，其特征是该发光二极管具有n型的GaAs基板；从n型的Al^Ga^As和n型的(Alx6Ga,.x6)^In^P中选出的布喇格反射层；由n型的(AlxlGa|_xl)y,In^P构成的下部包覆层；由(Alx2Gai.x2)y2ln^2P构成的多重量子阱结构的发光层；由掺杂有Mg的p型的(Alx3Gai.x3)y3ln!.y3P构成的上部包覆层；含有掺杂有Mg的p型的GaP层的电流扩散层，其中，所述下部包覆层、所述发光层以及所述上部包覆层各层所含的氢的浓度为2xl0"cn^以下、碳的浓度为2xl0"crr^以下、氧的浓度为2xl016cm-3以下，所述电流扩散层的部分或全部区域中的氢的浓度为5xlOncm-3"T、碳的浓度为5xlO口cm-3以下、氧的浓度为2xl0"cm-3以下，其中，0^x5^1，0^x6^1，0.4^y6^0.6,0^x1^1，0.4^yl当0.6,，0^x2^1，0.4^y2^0.6，0^x3^1,0.4刍y3^0.6。9.根据权利要求6~8的任一项所述的发光二极管，其特征是，在所述上部包覆层与所述电流扩散层之间设有中间层，该中间层由比所述上部包覆层所述Mg浓度高的(Alx7Gai-x7)y7Ini.y7P构成，所述中间层中氢的浓度为lxlO"cm-3以下、碳的浓度为lxlO"cm^以下、氧的浓度为5xl016cm-3以下，其中，0^x7^1,0Sy7芸l。10.根据权利要求9所述的发光二极管，其特征是，所述中间层包含作为n型掺杂物的Si、Se、Te的至少1种元素，其不纯物度浓度的合计为5xl0口cm^以上，且比所述Mg浓度低。11.一种发光二极管，其特征是该发光二极管包括导电基板和晶体层，所述晶体层通过金属层与所迷导电基板相接合，且由多个化合物半导体的晶体层构成；所述晶体包括由第l导电型的(AlxlGaLXl)y,In!-y,P构成的下部包覆层；由(Alx2Ga^2)y2lnby2P构成的多重量子阱结构的发光层；由第2导电型的(AkGaw)y3lnLy3P构成的上部包覆层，所述下部包覆层、所述发光层以及所述上部包覆层从靠近所述导电基板侧依次层叠，所述下部包覆层、所述发光层以及所述上部包覆层各层所含的氢的浓度为2xl0"cm-3以下、碳的浓度为2xl0"cm—3以下、氧的浓度为2xlO'W3以下，其中，0^x1^1,0.4^yl^0.6，0^x2^1，0.4^y2^0.6，0^x3^1，0.4^y3^0.6。12.根据权利要求11所述的发光二极管，其特征是，在所述导电基板与所述下部包覆层之间设有第1导电型的GaP层，所述GaP层的至少部分区域的氢的浓度为5xl017cm-3以下、碳的浓度为5xl017cm-3以下及氧的浓度为2xl0"cm'3以下。13.根据权利要求12所述的发光二极管，其特征是，在所述GaP层与所述下部包覆层之间设有由比所述下部包覆层的第1导电型掺杂物浓度高的(Alx7Gai_x7)y7lnuy7P构成的中间层，所述中间层所含氢的浓度为lxl018cm-3以下、碳的浓度为lxl018cm-3以下、氧的浓度为5xl016cm-3以下，其中，0^x7^1,0^y7^1。14.根据权利要求13所述的发光二极管，其特征是，所述中间层的所述第1导电型掺杂物的浓度为5xlO"cm-s以下，且包含比所述第1导电型掺杂物浓度更低的第2导电型掺杂物。15.根据权利要求11所述的发光二极管，其特征是，所述导电基板可从包含Si、GaAs、Cu的金属中任意选择。全文摘要本发明提供一种AlGaInP系结构的、能够减小发光亮度的降低、低功耗化且能获得高可靠性的发光二极管。该发光二极管(10)设有在GaAs基板(1)上形成的发光部(4)、由AlGaInP组成的中间层(5)及电流扩散层(6)。发光部4的结构是在GaAs基板(1)上依次形成由AlGaInP组成的下部包覆层(41)、由AlGaInP组成的发光层(42)以及上部包覆层(43)。使发光部(4)的各层中所含氢的浓度为2×10¹⁷cm^-3以下、碳的浓度为2×10¹⁶cm^-3以下及氧的浓度为2×10¹⁶cm^-3以下，进而使电流扩散层6的部分或全部区域中的氢的浓度为5×10¹⁷cm^-3以下、碳的浓度为5×10¹⁷cm^-3以下及氧的浓度为2×10¹⁶cm^-3以下。文档编号H01L33/06GK101159306SQ20071016307公开日2008年4月9日申请日期2007年9月29日优先权日2006年10月4日发明者今野泰一郎,新井优洋,高桥健申请人:日立电线株式会社