[发明专利]具有界面绒化层的GaAs基发光二极管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管及其制造方法。

背景技术

发光二极管(LED)被广泛用作工业用和民用的显示元件，作为高亮度的LED使用了AlGaAs的红色LED。另外，作为比红色更短波长的LED使用了GaAsP、GaP，但仅得到低亮度的LED。近年来由于可以通过有机金属气相成长(MOVPE)法成长AlGaInP系的结晶层，因此可以制作出红色、黄色、绿色的高亮度LED。

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。例如，现有技术中的发光二极管是在n型GaAs衬底上通过MOVPE法依次成长n型GaAs缓冲层、n型AlGaInP包覆层、AlGaInP活性层、p型AlGaInP包覆层、掺杂了Zn的p型GaP电流扩散层而得到。其中由于有源区发射出来的大部分光，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，以提高其亮度，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明目的在于提供一种外量子效率高，亮度高的发光二极管。

本发明的发光二极管包括：

P-GaAs衬底，

在P-GaAs上依次外延生长的p-GaAs缓冲层、布拉格反射层、p型包覆层、有源层、n型包覆层、电流扩展层和欧姆接触层；

在电流扩展层和欧姆接触层之间具有界面绒化层；其中，

界面绒化层为n-(Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP，x为0.2～0.3，y为0.35～0.45；

界面绒化层的掺杂浓度为5×10²⁰～1×10²¹；

界面绒化层的外延厚度为1000～3000nm。

在优选实施例中：

布拉格反射层为p-AlAs/p-AlxGa1-xAs(x为0～0.7)或p-AlInP/p-(AlxGa1-x)yIn1-yP(x为0.3～0.7，y为0.4～0.6)。

p型包覆层为p-(AlxGa1-x)yIn1-yP，x为0.6～1，y为0.4～0.6；

有源层为未掺杂(AlxGa1-x)yIn1-yP，x为0～0.5，y为0.4～0.6；

n型包覆层为n-(AlxGa1-x)yIn1-yP，x为0.6～1，y为0.4～0.6。

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

本发明的发光二极管的制造方法包括如下步骤：

（1）、在300℃-500℃的温度下，对P-GaAs衬底进行表面处理，去除水气。

（2）、生长p-GaAs缓冲层。

（3）、生长布拉格反射层，用来反射有源区射出的光，以免被GaAs彻底吸收。

布拉格反射层优选为p-AlAs/p-AlxGa1-xAs，其中x为0～0.7。

（4）、生长p型包覆层，p-(AlxGa1-x)yIn1-yP，其中x为0.6～1，y为0.4～0.6；

（5）、生长有源层，未掺杂(AlxGa1-x)yIn1-yP，其中，x为0～0.5，y为0.4～0.6；

（6）、生长n型包覆层，n-(AlxGa1-x)yIn1-yP，其中x为0.6～1，y为0.4～0.6；

（7）、形成电流扩展层，n-(AlxGa1-x)yIn1-yP，其中x为0～1，y为0.45～0.55，电流扩展层的掺杂浓度为1×10²⁰～1×10²¹，厚度为3000～5000nm；

（8）、生长界面绒化层：首先外延生长界面层n-(Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP，x为0.2～0.3，y为0.35～0.45；，然后经过蚀刻使界面层表面绒化成为界面绒化层，蚀刻液为氢氟酸和甲醇的混合液；

界面绒化层8的掺杂浓度优选为1×10²⁰～5×10²¹，更优选为5×10²⁰～1×10²¹；界面绒化层8的外延厚度优选为1000～3000nm，更优选为1500～2000nm。

（9）、生长欧姆接触层9。