专利名称：一种采用n型衬底的发光二极管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发光二极管外延结构。
背景技术：
目前，常用AIGaInP (铝镓铟磷)系发光二极管的外延结构为在N型GaAs衬底基础上依次生长有N型GaAs (砷化镓)缓冲层、布拉格反射层、N型下限制层、有源层、P型上限制层和P型电流扩展层。单一 P型电流扩展层的结构，其上表面是平面状，因此，当位于中间夹层的有源层发光时，除一部分光线出射于LED器件的外部，由于半导体材料相对于外部空气而言为高折射率材料，当光线的出射角度大于一定临界角时，另有大部分光线会产生全反射，致使光线的出射效果不佳；同时，全反射光在发光二极管体内会产生热能，使得发光二极管整体温度升高；既降低了产品的发光效率，又缩短了产品的使用寿命。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种采用N型衬底的发光二极管，可大幅提高发光二极管的外量子效率，发光效率高，使用寿命长。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是一种采用N型衬底的发光二极管，包括N型GaAs衬底，在N型GaAs衬底上依次生长有N型GaAs缓冲层、布拉格反射层、N型下限制层、有源层、P型上限制层、P型电流扩展层、P型粗化层以及欧姆接触层。优选所述布拉格反射层由p-AlAs/p-AlxGal-xAs 或 p-AlInP/p_( AlxGal-x )ylnl-yP 构成；所述 p-AlAs/p-AlxGal-xAs 中，x 为 0 0. 7 ;所述 p-AlInP/p- ( AlxGal-x)yin 1-yP 中，x 为 0. 3 0. 7 , y 为 0. 4 0. 6。优选所述N型下限制层由n_ (AlxGal-x) ylnl-yP构成,其中X为0. 2 1，y为0. 4 0. 6。优选所述有源层由Undoped-(AlxGal-x)ylnl-yP构成,其中X为0 0. 3 , y为0. 4 0. 6。优选所述P型下限制层由p_ (AlxGal-x)ylnl-yP构成,其中X为0. 2 I，y为0. 4 0. 6。优选所述P型电流扩展层由p-AlxGal-xAs构成,其中x为0 0. 8,所述P型电流扩展层厚度为I 15um。所述的P型电流扩展层还可掺杂元素C、Mg、Zn中的一种或多种，其掺杂浓度为5el7 le20。由p_AlxGal_xAs构成的电流扩展层可避开p-(AlxGal-x)ylnl-yP电导性差的问题，有效解决了 AlGaInP系发光二极管的电流扩展问题。优选所述P型粗化层由p-(AlxGal-x)yInl-yP构成,其中x为0. 3 I,所述P型粗化层的厚度为0. 3 5um。所述的P型粗化层也可掺杂元素C、Mg、Zn中的一种或多种，其掺杂浓度为lel7 le20。由p- (AlxGal-x)ylnl-yP构成的粗化层则可以大幅增加LED器件外量子效率，使原先发生全反射而无法出射的光，从外延层中重新提取出来，以提高其发光亮度。[0011 ] 优选所述欧姆接触层由P++GaAs构成。本实用新型由于在P型电流扩展层的上面增设P型粗化层，通过P型粗化层可以大幅增加LED器件有效出光面积，使原先发生全反射而无法射出的光，重新以不同角度射向LED器件的外部，等于将这些光从外延层中重新提取出来，极大的提高了 AIGaInP系发光二极管的外量子效率，提高了发光效率。另一方面，因原先发生全反射而无法射出的光，通过P型粗化层以不同角度重新射向LED器件的外部，减少此部分光线在LED器件内部产生热量，降低LED器件内部的工作温度，延长LED器件的使用寿命。
图I是本实用新型结构示意图。
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一步详细说明。图I所示，一种采用N型衬底的发光二极管，包括N型GaAs衬底1，在N型GaAs衬底I上依次生长有N型GaAs缓冲层2、布拉格反射层3、N型下限制层4、有源层5、P型上限制层6、P型电流扩展层7、P型粗化层8以及欧姆接触层9。优选所述布拉格反射层3 由 p-AlAs/p-AlxGal-xAs 或 p-AlInP/p_( AlxGal-x )ylnl-yP 构成；所述 p-AlAs/p-AlxGal-xAs 中，x 为 0 0. 7 ;所述 p-AlInP/p- ( AlxGal-x)yin 1-yP 中，x 为 0. 3 0. 7 , y 为 0. 4 0. 6。优选所述N型下限制层4由n- (AlxGal-x) ylnl-yP构成,其中X为0. 2 1，y为 0. 4 0. 6。优选所述有源层5由Undoped- (AlxGal-x)ylnl-yP构成,其中x为0 0. 3，y为 0. 4 0. 6。优选所述P型下限制层6由p- (AlxGal-x)ylnl-yP构成,其中X为0. 2 I , y为 0. 4 0. 6。优选所述P型电流扩展层7由p-AlxGal-xAs构成,其中x为0 0. 8,所述P型电流扩展层厚度为I 15um。优选所述P型粗化层8由p- (AlxGal-x) ylnl-yP构成,其中X为0. 3 I,所述P型粗化层的厚度为0. 3 5um。优选所述欧姆接触层9由P++GaAs构成。本实用新型各外延结构均可采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术进行外延生长。以上仅是本实用新型一个较佳的实施例，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1.一种采用N型衬底的发光二极管，包括N型GaAs衬底，其特征在于在N型GaAs衬底上依次生长有N型GaAs缓冲层、布拉格反射层、N型下限制层、有源层、P型上限制层、P型电流扩展层、P型粗化层以及欧姆接触层。
2.根据权利要求I所述的一种采用N型衬底的发光二极管，其特征在于所述P型电流扩展层厚度为I 15um。
3.根据权利要求I所述的一种采用N型衬底的发光二极管，其特征在于所述P型粗化层的厚度为0. 3 5um。
专利摘要本实用新型公开一种采用N型衬底的发光二极管，包括N型GaAs衬底，在N型GaAs衬底上依次生长有N型GaAs缓冲层、布拉格反射层、N型下限制层、有源层、P型上限制层、P型电流扩展层、P型粗化层以及欧姆接触层；所述有源层可由Undoped-(AlxGa1-x)yIn1-yP构成；所述P型电流扩展层可由p-AlxGa1-xAs构成且其厚度为1～15um；所述P型粗化层可由p-(AlxGa1-x)yIn1-yP构成且其厚度为0.3～5um；所述欧姆接触层由P++GaAs构成；本实用新型可大幅提高发光二极管的外量子效率，发光效率高，使用寿命长。
文档编号H01L33/22GK202797055SQ20122037425
公开日2013年3月13日 申请日期2012年7月31日 优先权日2012年7月31日
发明者蔡建九, 杨凯, 林志伟, 陈凯轩, 林志园 申请人:厦门乾照光电股份有限公司