專利名稱：AlGaInP基發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于半導體技術(shù)領域，特別涉及 一 種可以提高鋁鎵 銦磷(AlGalnP)基發(fā)光二極管光提取效率的組件。
背景技術(shù)：
(AlxGa 1 -x) () . 5 In 0 . 5 P材料的直接帶隙從1 . 9 2 . 2 6 eV ( x二 0 0 . 5 )，相應的發(fā)光波長覆蓋了從紅到綠 的可見光波段(5 6 0 6 5 0 nm)，因此該材料是制備發(fā)光 二極管的優(yōu)良材料。為了獲得高的內(nèi)量子效率，要求把 AlGalnP材料外延生長在晶格匹配的GaAs襯底上，然而由于 GaAs襯底吸收可見光，因此由發(fā)光區(qū)發(fā)出的光射向襯底的部 分和被出光表面反射到襯底的光將被襯底吸收，極大地降低了 發(fā)光二極管的光提取效率。
目前解決該問題的主要方法是用晶片鍵合的方法制作透 明襯底的發(fā)光二極管(TS-LED)，即用透明的磷化鎵(GaP)襯 底取代鎵砷(GaAs )吸收襯底，圖1是其制作過程的示意圖。 首先是在晶格匹配的n型GaAs襯底1 0上生長有源層1 1 ，
然后利用VPE方法生長厚的窗口層1 2 ，隨后利用化學腐蝕的
方法去掉GaAs襯底1 0 ，最后把n型透明的GaP襯底1 3與 外延層(1 1和1 2 )鍵合。雖然該方法制作的發(fā)光二極管性 能優(yōu)良，但是該方法存在兩個缺點首先是利用VPE生長厚的 窗口層1 2需要的時間較長，而且由于晶格不匹配導致生長出 的窗口層1 2中存在著嚴重的缺陷；其次是在制作過程中，需 要處理很薄的外延層1 1及1 2 (約5 Q u m )，薄的外延層極 易碎裂，在鍵合過程中很難保證它的完整性。因此該方法的制 作難度較大，生產(chǎn)周期長。
據(jù)此，我們發(fā)展出 一 種改良的組件結(jié)構(gòu)，可避免現(xiàn)有方法 的缺陷。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提供 -一種AlGalnP基發(fā)光二極管，從而避免生長窗口層的耗時長以 及制作透明襯底難度大的缺陷。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案
一種AlGalnP基發(fā)光二極管，其特征在于，包括
一反射器；
一 n型下限制層，該n型下限制層制作在反射器之上，提 供載流子限制作用；
一有源層，該有源層生長在n型下限制層之上；
一 P型上限制層，該P型上限制層制作在有源層之上，提 供載流子限制作用；
一窗口層，該窗口層鍵合在P型上限制層之上，以促進電 流擴展和提高光提取率；
一 P型金屬電極，該P型金屬電極與GaP窗口層形成良好 的歐姆接觸；
一 n型金屬電極，該n型金屬電極制作在反射器的下面。
其中所述的反射器是分布布拉格反射器。 其中所述的反射器2 1的材料采用為AlxGal -xAs/Al 0 . 9 Ga 0 . 1 As 。
其中所述的窗口層的材料為GaP。
本發(fā)明一種AlGalnP基發(fā)光二極管，其特征在于，包括
一 n型下限制層，提供載流子限制作用；
一有源層，該有源層生長在n型下限制層之上；
一 p型上限制層，該p型上限制層制作在有源層之上，提 供載流子限制作用；
--窗口層，該窗口層鍵合在P型上限制層之上，以促進電 流擴展和提高光提取率；
一 P型金屬電極，該P型金屬電極與GaP窗口層形成良好 的歐姆接觸；
一 n型透明電極層，該n型透明電極層制作在n型下限制 層的下面。
其中所述的窗口層的材料為GaP。
其中N型透明電極層為IT0，或為任何其它透明電極材料。 本發(fā)明一種AlGa工nP基發(fā)光二極管，其特征在于，包括 一 n型下限制層，提供載流子限制作用； 一有源層，該有源層生長在n型下限制層之上；
一 P型上限制層，該P型上限制層制作在有源層之上，提 供載流子限制作用；
一窗口層，該窗口層鍵合在p型上限制層之上，以促進電 流擴展和提高光提取率；
一p型金屬電極，該P型金屬電極與GaP窗口層形成良好 的歐姆接觸；
一 n型高反射金屬電極，該n型高反射金屬電極層制作在 n型下限制層的下面。
其中所述的窗口層的材料為GaP。
其中所述的n型高反射金屬電極為含有Ag或Al層的多層 金屬層，或任何金屬合金材料，反射率在9 0%以上。
本發(fā)明的有益效果為
1 、本發(fā)明適用于AlGalnP基發(fā)光二極管，由于采用鍵合 方法先制作厚的窗口層，然后再去掉GaAs吸收襯底。從而避
免了在制作傳統(tǒng)TS-LED過程中生長窗口層的耗時長以及制作 難度大的缺點。
2 、本發(fā)明由于在n型端采用反射器或透明電極以及在p 型端鍵合厚的GaP層，故而能在兼顧制作難易度的情況下，能 夠有效地提高光提取效率。
本發(fā)明的特征、技術(shù)手段、具體功能以及具體的實例，繼
以附圖、圖號詳細說明如下，其中
圖1是傳統(tǒng)透明襯底AlGalnP的制作過程
圖2是本明第 一 實例的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明第二實例的結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明第三實例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
如圖2所示，為AlGalnP發(fā)光二極管第一實例。 在第一實例中，本發(fā)明發(fā)光裝置包括
一反射器2 1 ，該反射器2 1為分布布拉格反射器，材料 采用AlxGa 1 iAs/A1 0 . 9 Ga 0 . 1 As系統(tǒng)，以保證該反射器 有較高反射率和較小的串聯(lián)電阻，該反射器既能反射有源層2 3發(fā)射到其上的光，也能將窗口層2 5反射到其上的光重新反
射回去，極大的提萵了光的提取效率。
一 n型下限制層2 2 ， 一有源層2 3 ， 一 p型上限制層2 4 ， n型下限制層2 2和p型上限制層2 4起著載流子限制作 用，將注入的載流子限制在很薄的有源層2 3內(nèi)，極大的提高 了輻射復合率。
一窗口層2 5 ，該窗口層的材料為GaP，該窗口層鍵合在 p型上限制層2 4之上，厚的窗口層2 5有助于p型金屬電極 2 6下的電流擴展和提高光的提取效率。
一 P型金屬電極2 6 ，該p型金屬電極2 6制作在窗口層 2 5之上，該p型金屬電極2 6采用AuZn做歐姆接觸。
一 n型金屬電極2 0 ，該n型金屬電極2 0制作在反射器 2 1的下面。該n型金屬電極2 0采用AuGeNi做歐姆接觸。
如圖3所示，為AlGalnP發(fā)光二極管第二實例。 在第二實例中，本發(fā)明發(fā)光裝置包括-
一 n型下限制層2 2 ，--有源層2 3 ， 一 p型上限制層2 4 ， n型下限制層2 2和p型上限制層2 4起著載流子限制作 用，將注入的載流子限制在很薄的有源層2 3內(nèi)，極大的提高 了輻射復合率。
—窗口層2 5 ，該窗口層的材料為GaP ，該窗口層鍵合在 p型上限制層2 4之上，厚的窗口層2 5有助于p金屬電極2
6下的電流擴展和提高光的提取效率。
一 p型金屬電極2 6 ，該p型金屬電極2 6制作在窗口層 2 5之上，該p型金屬電極2 6采用AuZn做歐姆接觸。
一 n型透明電極3 Q ，該n型透明電極3 0制作在n型下 限制層2 2的下面，該n型透明電極3 Q用透明電極材料制 作，不僅能夠與n型下限制層2 2形成良好的歐姆接觸，而且 還能夠透射投射到其上的光，其透光率在8 0%以上。投射到 該電極上的光，絕大部分都可以透過該n型透明電極3 Q而被 提取出來，可極大的提高光的提取效率。
如圖4所示，為AlGalnP發(fā)光二極管第三實例。
在第三實例中，本發(fā)明發(fā)光裝置包括一 n型下限制層2 2 ， 一有源層2 3 ， 一 p型上限制層2 4 ， n型下限制層2 2 和p型上限制層2 4起著載流子限制作用，將注入的載流子限 制在很薄的有源層2 3內(nèi)，極大的提高了輻射復合率。
一窗口層2 5 ，該窗口層的材料為GaP，該窗口層鍵合在 P型上限制層2 4之上，厚的窗口層2 5有助于p金屬電極2 6下的電流擴展和提高光的提取效率。
一 p型金屬電極2 6 ，該電極采用AuZn做歐姆接觸。
一 n型金屬電極4 0 ，該n型金屬電極4 0制作在n型下 限制層2 2的上面，該n型金屬電極4 0是金屬高反射電極， 其結(jié)構(gòu)為含有Ag或Al的復合金屬層，不僅能夠與n型下限制 層2 2形成良好的歐姆接觸，而且還能夠反射投射到其上的
光，其反射率在9 0 %以上。該n型金屬電極4 o既能反射有 源層2 3發(fā)射到其上的光，也能將窗口層2 5反射到其上的光 重新反射回去，極大的提高了光的提取效率。
以上是本發(fā)明的舉例，依照本發(fā)明原理，還可以衍生出其 它各種方案。
權(quán)利要求
1、一種AlGaInP基發(fā)光二極管，其特征在于，包括一反射器；一n型下限制層，該n型下限制層制作在反射器之上，提供載流子限制作用；一有源層，該有源層生長在n型下限制層之上；一p型上限制層，該p型上限制層制作在有源層之上，提供載流子限制作用；一窗口層，該窗口層鍵合在p型上限制層之上，以促進電流擴展和提高光提取率；一p型金屬電極，該p型金屬電極與GaP窗口層形成良好的歐姆接觸；一n型金屬電極，該n型金屬電極制作在反射器的下面。
全文摘要
一種AlGaInP基發(fā)光二極管，其特征在于，包括一反射器；一n型下限制層，該n型下限制層制作在反射器之上，提供載流子限制作用；一有源層，該有源層生長在n型下限制層之上；一p型上限制層，該p型上限制層制作在有源層之上，提供載流子限制作壓；一窗口層，該窗口層鍵合在p型上限制層之上，以促進電流擴展和提高光提取率；一p型金屬電極，該p型金屬電極與GaP窗口層形成良好的歐姆接觸；一n型金屬電極，該n型金屬電極制作在反射器的下面。
文檔編號H01L33/00GK101114682SQ20061008894
公開日2008年1月30日 申請日期2006年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月27日
發(fā)明者萌 梁, 王國宏, 范曼寧, 郭德博 申請人:中國科學院半導體研究所