[发明专利]高亮度发光二极管及制备方法

权利要求书

1.一种高亮度发光二极管，设有砷化镓（GaAs）衬底，其特征在于：砷化镓（GaAs）衬底上由下至上依次设有砷化铝（AlAs）剥离层，n型限制层，构成发光二极管的核心发光区域的多量子阱有源区, p型限制层，作为永久衬底层的p型窗口层，通过上述层结构的相互连接构成一发光二极管结构。

2.根据权利要求1所述的高亮度发光二极管，其特征在于：所述 n型限制层的底面上还设有高反射率金属反射层；在高反射率金属反射层的底面上设有n型电极，并形成一芯片整体；经切割后的芯片整体成为发光二极管（LED）所需的芯片。

3.根据权利要求1或2所述的高亮度发光二极管，其特征在于：所述n型限制层为：n型磷化铝镓铟[(Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP]材料，其中，x为：0.6～1，y为0.4～0.6。

4.根据权利要求1所述的高亮度发光二极管，其特征在于：所述多量子阱有源区为：不同组分的磷化铝镓铟、磷化铝镓铟[（Al_xGa_1-x）_0.5In_0.5P/（Al_yGa_1-y）_0.5In_0.5P] 材料，其中，x为0～0.5，y为0～1；p型限制层为：p型磷化铝镓铟[(Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP]材料，其中，x为0.6～1，y为0.4～0.6；作为永久衬底层的p型窗口层为：p型磷化镓（GaP）材料。

5.一种高亮度发光二极管的制备方法，其特征在于：采用以下制备步骤：

第一步：设置临时砷化镓（GaAs）衬底；

第二步：在砷化镓（GaAs）衬底上外延生长n型砷化铝（AlAs）剥离层；

第三步：在砷化铝（AlAs）剥离层上外延生长n型限制层；

第四步：在n型限制层之上生长多量子阱有源区，以构成发光二极管的核心发光区域；

第五步：在多量子阱有源区上生长p型限制层；

第六步：在p型限制层上生长.，作为永久衬底层的p型窗口层；

第七步：在p型窗口层上制备p型电极； 

第八步：对芯片的砷化铝（AlAs）剥离层进行腐蚀，并去除临时砷化镓(GaAs)衬底和剥离层；

第九步：在n型限制层的底面上制备高反射率金属反射层；

第十步：在高反射率金属反射层的底面上制备n型电极，并形成一芯片整体；

第十一步：将芯片整体进行切割，使芯片整体成为发光二极管（LED）所需的芯片。

6.根据权利要求5所述的高亮度发光二极管的制备方法，其特征在于：所述第八步中，砷化铝（AlAs）剥离层的腐蚀过程如下：

砷化铝（AlAs）剥离层芯片从边缘开始向内腐蚀，直至腐蚀到整个临时砷化镓（GaAs）衬底从外延层上脱落为止，该步结束之后，n型限制层会成为新的芯片的下表面。

7.根据权利要求5所述的高亮度发光二极管的制备方法，其特征在于：所述生长于砷化镓（GaAs）衬底上的砷化铝（AlAs）剥离层，其厚度在0.5微米至30微米之间。

8.根据权利要求5所述的高亮度发光二极管的制备方法，其特征在于：所述n型限制层是由n型磷化铝镓铟[(Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP]材料所组成，其中，x为0.6～1，y为0.4～0.6；多量子阱有源区为：不同组分的磷化铝镓铟、磷化铝镓铟[（Al_xGa_1-x）_0.5In_0.5P/（Al_yGa_1-y）_0.5In_0.5P] 材料，其中，x为0～0.5，y为0～1；p型限制层为：p型磷化铝镓铟[(Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP]材料，其中，x为0.6～1，y为0.4～0.6；p型窗口层为p型磷化镓（GaP）材料，其厚度为：50-200微米。

9.根据权利要求5或6所述的高亮度发光二极管的制备方法，其特征在于：所述砷化铝（AlAs）剥离层的腐蚀液选自氢氟酸（HF）、硫酸（H₂SO₄）、硝酸（HNO₃）、盐酸（HCl）、磷酸（H₃PO₄）溶液，其浓度值为：1%—50%，腐蚀时间为1—3600秒。高反射率金属反射层为金（Au），铍/金（Be/Au），锌/金（Zn/Au），银（Ag），锡/银（Sn/Ag）材料中的一种或者其组合之一。