[發明專利]一種高效率的AlGaInP發光二極管外延片及其制備方法

有效

• 申請號: 201310455429.5
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103500781A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 馬淑芳;田海軍;吳小強;關永莉;梁建;許并社
• 申請（專利權）人: 山西飛虹微納米光電科技有限公司;太原理工大學
• 主分類號: H01L33/10
• 分類號: H01L33/10;H01L33/04;H01L33/14;H01L33/00
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明涉及AlGaInP發光二極管，具體是一種高效率的AlGaInP發光二極管外延片及其制備方法。

背景技術

AlGaInP發光二極管因其具有耗電低、發光效率高、壽命長、體積小、成本低等特點，而被廣泛應用于照明及光纖通信系統中。在現有技術條件下，?AlGaInP發光二極管的外延片通常采用倒裝結構、透明襯底、倒金字塔結構、生長傳統DBR（布拉格反射層）等各種結構。然而實踐表明，現有AlGaInP發光二極管的外延片由于自身結構所限，存在以下兩方面的問題：其一，若采用倒裝結構、透明襯底、倒金字塔結構，則AlGaInP發光二極管的外延片需要再次加工處理，由此導致其工藝復雜、成本高。其二，若采用生長傳統DBR，則由于傳統DBR只對垂直入射和小角度入射的光波產生大的反射，而對大角度入射的光波產生的反射很小，導致入射的光波大部分穿過DBR被GaAs襯底吸收，由此導致其出光效率較低。基于此，有必要發明一種全新的AlGaInP發光二極管外延片，以解決現有AlGaInP發光二極管的外延片工藝復雜、成本高、以及出光效率較低的問題。

發明內容

本發明為了解決現有AlGaInP發光二極管的外延片工藝復雜、成本高、以及出光效率較低的問題，提供了一種高效率的AlGaInP發光二極管外延片及其制備方法。

本發明是采用如下技術方案實現的：一種高效率的AlGaInP發光二極管外延片，包括n-GaAs襯底、n-GaAs緩沖層、n-Al_xGa_1-xAs漸變層、復合式DBR、n-InAlP限制層、有源層、p-InAlP限制層、P型超晶格層、p-GaP窗口層；其中，n-GaAs緩沖層生長于n-GaAs襯底的上表面；n-Al_xGa_1-xAs漸變層生長于n-GaAs緩沖層的上表面；復合式DBR生長于n-Al_xGa_1-xAs漸變層的上表面；n-InAlP限制層生長于復合式DBR的上表面；有源層生長于n-InAlP限制層的上表面；p-InAlP限制層生長于有源層的上表面；P型超晶格層生長于p-InAlP限制層的上表面；p-GaP窗口層生長于P型超晶格層的上表面。

所述復合式DBR包括漸變式DBR和常規DBR；漸變式DBR生長于n-Al_xGa_1-xAs漸變層的上表面；常規DBR生長于漸變式DBR的上表面；n-InAlP限制層生長于常規DBR的上表面；

漸變式DBR由AlAs和Al_xGa_1-xAs周期性交替生長形成，且0.2<x<0.6；漸變式DBR的第m層AlAs材料和第m層Al_xGa_1-xAs材料的厚度分別為：

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式（1）-（2）中：λ₀為器件有源區發光之中心波長，n₁和n₂分別為AlAs材料和Al_xGa_1-xAs材料的折射率，t為正數，且t根據λ_m的不同而取不同的值，m為正整數；

常規DBR由AlAs和Al_xGa_1-xAs周期性交替生長形成，且0.2<x<0.6；常規DBR的每層AlAs材料和每層Al_xGa_1-xAs材料的厚度分別為：

???????????????????????????（3）；

式（3）中：λ₀為器件有源區發光之中心波長，n₁和n₂分別為AlAs材料和Al_xGa_1-xAs材料的折射率。