[实用新型]发光二极管

说明书

技术领域

本实用新型涉及发光二极管技术领域，特别是其外延结构技术领域。

背景技术

自从AlGaInP红色、黄色发光二极管在20实际90年代的早期出现，和稍后的GaN蓝色、绿色和白色发光二极管的研发，这些发光二极管已在很多高效固态照明领域上有广泛的用途，例如全色彩屏幕显示器、汽车用灯、背光源、交通信号灯、景观及日常照明等。

AlGaInP发光二极管结构已日趋成熟，但是由于许多原因，AlGaInP发光二极管的外量子效率偏低。其中一个重要原因就是许多有源区发射出来的光，在经过外延层时，由于折射率差，发生全反射。使得许多有源区发出的光最终无法从外延层中射出。所以，如何提高AlGaInP发光二极管的外量子效率，将这部分发生全反射的光提取出来，以提高其亮度，成为目前研究的重点。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种亮度高的新型发光二极管。

本实用新型技术方案是：在N-GaAs衬底上外延结构由下至上依次为n-GaAs缓冲层、隧穿结、p-GaAs缓冲层、布拉格反射层、p-(AlxGa1-x)yIn1-yP下限制层(其中x为0.6～1，y为0.4～0.6)、Undoped-(AlxGa1-x)yIn1-yP有源区(其中x为0～0.5，y为0.4～0.6)、n-(AlxGa1-x)yIn1-yP上限制层(其中x为0.6～1，y为0.4～0.6)、电流扩展层、表面粗化层和GaAs欧姆接触层。

本实用新型在常规LED结构上添加一层粗化层，粗化层可以增加LED器件的有效出光面积，并且可以使原先发生全反射而无法射出的光，在下次以不同角度射向界面，将这些光从外延层中重新提取出来，极大的提高了AlGaInP发光二极管的外量子效率，以提高亮度。本实用新型还利用隧穿结将n-GaAs衬底与其他有效外延层连接起来。对比目前比较成熟的倒装粗化LED(参见文献IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS，VOL.20，NO.20，OCTOBER 15，2008)，除去了衬底剥离、bonding等复杂的芯片工艺步骤，从而简化芯片流程，大大提高了生产效率，降低生产成本，提高成品率。

本实用新型所述隧穿结可以为n-GaAs/p-GaAs、n-AlGaAs/p-AlGaAs、n-GaAs/p-AlGaAs、n-AlGaAs/p-GaAs、n-AlInP/p-AlInP、n-GaInP/p-GaInP、n-AlGaInP/p-AlGaInP中的任一种。

本实用新型所述布拉格反射层可以为p-AlAs/p-AlxGa1-xAs、p-AlInP/p-(AlxGa1-x)yIn1-yP、AlAs/GaAs中的任一种。

上述电流扩展层为n-(AlxGa1-x)yIn1-yP。且，n-(AlxGa1-x)yIn1-yP中，x为0～1，y为0.45～0.55。

本实用新型所述表面粗化层可以为n-AlInP、n-(AlxGa1-x)yIn1-yP、n-GaP中的任一种。

上述n-(AlxGa1-x)yIn1-yP中，x为0～1，y为0.45～0.55。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型在N-GaAs衬底11上外延结构由下至上依次为n-GaAs缓冲层1、隧穿结2、p-GaAs缓冲层3、布拉格反射层4、p-(AlxGa1-x)yIn1-yP下限制层5、Undoped-(AlxGa1-x)yIn1-yP有源区6、n-(AlxGa1-x)yIn1-yP上限制层7、电流扩展层8、表面粗化层9和GaAs欧姆接触层10。

具体生长方法步骤如下：

1、在300℃～500℃的温度下，对n-GaAs衬底11进行表面处理，去除水气。

2、生长n-GaAs缓冲层1。

3、生长隧穿结2。隧穿结非常重要，用来连接n-GaAs缓冲层1与p-GaAs缓冲层3，保证正向电流在n-p结中依旧导通，是本实用新型的关键点之一。

隧穿结2可以为n-GaAs/p-GaAs、n-AlGaAs/p-AlGaAs、n-GaAs/p-AlGaAs、n-AlGaAs/p-GaAs、n-AlInP/p-AlInP、n-GaInP/p-GaInP、n-AlGaInP/p-AlGaInP中的任一种。

4、生长p-GaAs缓冲层3。

5、生长布拉格反射层4，用来反射有源区射出的光，以免被GaAs彻底吸收。