CN112542540B - 一种GaAs基超高亮度LED结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种GaAs基超高亮度LED结构及其制备方法，该LED结构包括由下而上依次设置的N电极、GaAs衬底、AlGaAs缓冲层、GaAs缓冲层、AlGaAs/AlAs DBR、AlInP N限制层、AlGaInP N波导层、AlGaInP多量子阱有源层、AlGaInP P波导层、AlInP P限制层、GaP窗口层和P电极，P电极的周围设置有导热柱。本发明提供的GaAs基超高亮度LED结构，工作时的温度由普通LED的85℃‑100℃降为70℃‑85℃，相同尺寸下平均亮度高出20％。
Description
技术领域
本发明涉及一种GaAs基超高亮度LED结构及其制备方法，属于半导体照明的技术领域。
背景技术
与传统光源一样，LED在工作期间也会产生热量，其多少取决于整体的发光效率。在外加电能量作用下，电子和空穴的辐射复合发生电致发光，在PN结附近辐射出来的光还需经过芯片本身的半导体介质和封装介质才能抵达外界(空气)。综合电流注入效率、辐射发光量子效率、芯片外部光取出效率等，最终大概只有30-40％的输入电能转化为光能，其余60-70％的能量主要以非辐射复合发生的点阵振动的形式转化热能。
由于的p型掺杂受限于Mg受主的溶解度和空穴的较高启动能，热量特别容易在p型区域中产生，这个热量必须通过整个结构才能在热沉上消散；LED器件的散热途径主要是热传导和热对流；GaAs衬底材料极低的热导率导致器件热阻增加，产生严重的自加热效应，对器件的性能和可靠性产生毁灭性的影响。
芯片尺寸较小，当温度升高，引起热应力的非均匀分布、芯片发光效率下降；当温度超过一定值时，器件失效率呈指数规律增加。统计资料表明，元件温度每上升2℃，可靠性下降10％。当多个LED密集排列，热量的耗散问题更严重。解决热量耗散问题已成为高亮度LED应用的先决条件。
发明内容
针对现有红光GaAs基LED亮度低，散热性差的问题，本发明提供一种GaAs基超高亮度LED结构及其制备方法。
本发明通过将导热柱嵌入GaP窗口层至AlGaAs/AlAs DBR反射层中，提高LED的散热性能，并且利用金属反射及电流阻挡层提高电流扩展进一步提高LED亮度。
术语解释：
DBR：分布式布拉格反射镜，Distributed Brag Reflector，也称布拉格反射层。
载流子浓度：掺杂半导体中单位体积内的电子或空穴数，单位1E18cm-3含义是每立方厘米中含有1×1018个原子。
本发明的技术方案为：
一种GaAs基超高亮度LED结构，包括由下而上依次设置的N电极、GaAs衬底、AlGaAs缓冲层、GaAs缓冲层、AlGaAs/AlAs DBR、AlInP N限制层、AlGaInP N波导层、AlGaInP多量子阱有源层、AlGaInP P波导层、AlInP P限制层、GaP窗口层、ITO层和P电极，所述P电极的周围设置有导热柱。
上述结构中，AlGaAs缓冲层与GaAs衬底实现完美的晶格匹配，避免GaAs衬底表面与新生长材料带来的缺陷与位错，并为下一步生长提供了新鲜的界面。AlGaAs/AlAs DBR组成复合布拉格反射层，利用两种折射率不同的材料组成的周期性层状结构将有源层射向衬底的光反射并从顶部射出，从而大大提高出光率，并且DBR与GaAs匹配度较高，具有较高的反射率，对器件的电化学特性影响较小。AlInP N限制层和AlInP P限制层主要有两个作用，一方面是限制少数载流子不溢出有源层，提高复合发光效率，通过禁带宽度来限制注入有源区的电子空穴对，并将其限制，从而提高电子空穴复合对数；另一方面是作为一个重要的窗口，使有源层发出的光子极容易通过限制层，来提高LED的发光效率。AlGaInP P波导层生长在AlGaInP多量子阱有源层与AlInP P限制层之间，主要是为了阻滞杂质扩散影响有源层的内量子效率，同时提高电子空穴复合几率，有效防止电子空穴溢出有源层，降低发光效率；AlGaInP多量子阱有源层一方面是增加对载流子的约束，提高内量子效率，另一方面是AlGaInP P波导层的材料的量子尺寸效应使其在不改变Al组分的情况下，获得较短的波长，从而获得较高的出光效率和发光亮度。
在P电极的四周嵌入DBR的导热柱，接通电源时，外延层产生的热量不断的通过导热柱向P电极传输，使LED芯片温度保持在合理范围之内，提高使用寿命；利用导热柱反射有源区发光，提高输出亮度；与ITO在表面形成电流阻挡层，提高非电极区域电流密度，增强发光性能。
根据本发明优选的，所述导热柱嵌入在自所述AlGaAs/AlAs DBR到所述GaP窗口层中，所述导热柱的下部嵌入到所述AlGaAs/AlAs DBR中，所述导热柱的上部与所述ITO层相连接。由于LED通电后有源区产生的光子射入DBR层，光子在不同波段外延层震动产生大量的热，有源区在电子跃迁之后，剩余的电子产生焦耳热提升了整体温度。因此将导热柱嵌入后，以上产生的热量源源不断的通过导热柱传递至P电极，降低温度带来的损害。
根据本发明优选的，所述导热柱均匀分布在所述P电极的周围，所述导热柱的中心到所述P电极的中心的距离为1-10μm；
进一步优选的，所述导热柱的中心到所述P电极的中心的距离为3-5μm。
根据本发明优选的，所述导热柱的嵌入高度为1-7μm；所述导热柱的个数为1-8个；
进一步优选的，所述导热柱的嵌入高度为4-5μm；所述导热柱的个数为4-6个。
根据本发明优选的，导热柱的横截面为圆形、菱形、正方形和长方形中的一种；导热柱横截面的面积为0.03-0.8μm^2；所述导热柱的材料为云母、陶瓷、石英、金、铝、铜、银中的一种；
进一步优选的，导热柱的横截面为圆形；导热柱横截面的面积为0.12-0.28μm^2，所述导热柱的材料为金。
根据本发明优选的，所述GaAs衬底的厚度为250-375μm；所述AlGaAs缓冲层的厚度为0.2-0.5μm；所述GaAs缓冲层的厚度为0.2-0.5μm；所述AlGaAs/AlAs DBR的总厚度为2-5μm；所述AlInP N限制层的厚度为0.5-1μm；所述AlGaInP N波导层的厚度为0.15-0.5μm；所述AlGaInP多量子阱有源层的厚度为0.05-0.5μm；所述AlGaInP P波导层的厚度为0.15-0.5μm；所述AlInP P限制层的厚度为0.5-1μm；所述GaP窗口层的厚度为3-10μm。
上述GaAs基超高亮度LED结构的制备方法，包括如下步骤：
(1)在GaAs衬底表面生长AlGaAs缓冲层；
(2)在所述AlGaAs缓冲层表面生长GaAs缓冲层；
(3)在所述GaAs缓冲层表面生长AlGaAs/AlAs DBR；
(4)在所述AlGaAs/AlAs DBR的表面生长AlInP N限制层；
(5)在所述AlInP N限制层表面生长AlGaInP N波导层；
(6)在所述AlGaInP N波导层表面生长AlGaInP多量子阱有源层；
(7)在所述AlGaInP多量子阱有源层表面生长AlGaInP P波导层；
(8)在所述AlGaInP P波导层表面生长AlInP P限制层；
(9)在所述AlInP P限制层表面生长GaP窗口层；
(10)制备导热柱；
(11)在所述GaP窗口层表面蒸镀ITO层、制备P电极，在所述GaAs衬底背面制备N电极。
根据本发明优选的，步骤(10)中，首先利用湿法腐蚀或者干法刻蚀的方法，从所述GaP窗口层到所述AlGaAs/AlAs DBR刻蚀形成导热柱洞，再利用蒸镀工艺将导热柱的材料蒸镀到导热柱洞中。
根据本发明优选的，步骤(10)中，在进行蒸镀导热柱材料之前，在导热柱洞内壁上蒸镀介质膜。介质膜可以避免导热柱与LED外延层存在欧姆接触。
根据本发明优选的，步骤(1)中，在300-800℃的温度范围内，在GaAs衬底表面生长AlGaAs缓冲层；
步骤(2)中，在300-800℃的温度范围内，在所述AlGaAs缓冲层表面生长GaAs缓冲层；
步骤(3)中，在650-800℃的温度范围内，在所述GaAs缓冲层表面生长2-100对AlGaAs/AlAs DBR，实现500-2000nm范围内的光的反射，载流子浓度为1E17 cm-3-5E18 cm-3；可以根据LED亮度要求可选择AlGaAs/AlAs DBR对数。
步骤(4)中，在600-700℃的温度范围内，在所述AlGaAs/AlAs DBR的表面生长AlInP N限制层，载流子浓度为5E17cm-3-5E18cm-3；
步骤(5)中，在600-700℃的温度范围内，在所述AlInP N限制层表面生长AlGaInPN波导层，不掺杂；
步骤(6)中，在600-700℃的温度范围内，在所述AlGaInP N波导层表面生长AlGaInP多量子阱有源层，不掺杂；
步骤(7)中，在600-700℃的温度范围内，在所述AlGaInP多量子阱有源层表面生长AlGaInP P波导层，不掺杂；
步骤(8)中，在600-700℃的温度范围内，在所述AlGaInP P波导层表面生长AlInPP限制层，载流子浓度为5E17 cm-3-5E18 cm-3；
步骤(9)中，在650-830℃的温度范围内，在所述AlInP P限制层表面生长GaP窗口层，载流子浓度为5E18 cm-3-5E19 cm-3；
进一步优选的，步骤(1)中，在600℃-700℃的温度范围内，在GaAs衬底表面生长AlGaAs缓冲层；
步骤(2)中，在600-700℃的温度范围内，在所述AlGaAs缓冲层表面生长GaAs缓冲层；
步骤(3)中，在650-700℃的温度范围内，在所述GaAs缓冲层表面生长20-50对AlGaAs/AlAs DBR，实现500-2000nm范围内的光的反射，载流子浓度为1E17 cm-3-5E18 cm-3；
步骤(4)中，在600℃-680℃的温度范围内，在所述AlGaAs/AlAs DBR的表面生长AlInP N限制层，载流子浓度为5E17cm-3-5E18cm-3；
步骤(5)中，在600℃-650℃的温度范围内，在所述AlInP N限制层表面生长AlGaInP N波导层，不掺杂；
步骤(6)中，在600℃-650℃的温度范围内，在所述AlGaInP N波导层表面生长AlGaInP多量子阱有源层，不掺杂；
步骤(7)中，在600℃-650℃的温度范围内，在所述AlGaInP多量子阱有源层表面生长AlGaInP P波导层，不掺杂；
步骤(8)中，在600℃-650℃的温度范围内，在所述AlGaInP P波导层表面生长AlInP P限制层，载流子浓度为5E17 cm-3-5E18 cm-3；
步骤(9)中，在680℃-750℃的温度范围内，在所述AlInP P限制层表面生长GaP窗口层，载流子浓度为5E18 cm-3-5E19 cm-3。
本发明的有益效果为：
1、在电极四周嵌入DBR的导热柱，接通电源时，外延层产生的热量不断的通过导热柱向电极传输，使LED芯片温度保持在合理范围之内，提高使用寿命；
2、利用导热柱反射有源区发光，提高输出亮度；与ITO在表面形成电流阻挡层，提高非电极区域电流密度，增强发光性能。
3、利用干湿法腐蚀刻蚀至DBR形成圆形洞，将导热材料利用蒸镀工艺嵌入LED芯片内部，对称分布或者错落分布在电极四周或电极底部。使用金属材料作为导热柱时，将圆形洞周围覆盖介质膜，从而避免由于导热柱与LED外延层存在欧姆接触；
附图说明
图1是GaAs基超高亮度LED的截面结构示意图。
图2是GaAs基超高亮度LED结构中导热柱的分布示意图。
1、GaAs衬底，2、AlGaAs缓冲层，3、GaAs缓冲层，4、AlGaAs/AlAs DBR，5、AlInP N限制层，6、AlGaInP N波导层，7、AlGaInP多量子阱有源层，8、AlGaInP P波导层，9、AlInP P限制层，10、GaP窗口层，11、导热柱，12、P电极，13、N电极，14、ITO层。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步限定，但不限于此。
实施例1
一种GaAs基超高亮度LED结构，如图1所示，包括由下而上依次设置的N电极13、GaAs衬底1、AlGaAs缓冲层2、GaAs缓冲层3、AlGaAs/AlAs DBR 4、AlInP N限制层5、AlGaInPN波导层6、AlGaInP多量子阱有源层7、AlGaInP P波导层8、AlInP P限制层9、GaP窗口层10、ITO层14和P电极12，P电极12的周围设置有导热柱11。
导热柱11嵌入在自AlGaAs/AlAs DBR4到GaP窗口层10中，导热柱11的下部嵌入到AlGaAs/AlAs DBR4中，导热柱11的上部与ITO层14相连接。
如图2所示，导热柱11均匀分布在所述P电极12的周围，图中ITO层14并未示出，导热柱11的中心到P电极12的中心的距离为5μm。
导热柱11的嵌入高度为5μm，导热柱11的个数为6个，导热柱11横截面的面积为0.28μm^2，导热柱11的横截面为圆形、菱形、正方形和长方形中的一种；导热柱11的材料为云母、陶瓷、石英、金、铝、铜、银中的一种。
GaAs衬底1的厚度为250μm；AlGaAs缓冲层2的厚度为0.2μm；GaAs缓冲层3的厚度为0.2μm；AlGaAs/AlAs DBR4的总厚度为3μm；AlInP N限制层5的厚度为0.5μm；AlGaInP N波导层6的厚度为0.15μm；AlGaInP多量子阱有源层7的厚度为0.05μm；AlGaInP P波导层8的厚度为0.15μm；AlInP P限制层9的厚度为0.5μm；GaP窗口层10的厚度为3μm。
本实施例中提供的GaAs基超高亮度LED，LED的工作时温度为70℃-85℃，5milLED，亮度为210-230mcd。
实施例2
根据实施例1提供的一种GaAs基超高亮度LED结构，其区别在于：
一种GaAs基超高亮度LED结构，导热柱11的中心到P电极12的中心的距离为4μm，导热柱11的嵌入高度为4μm。导热柱11的个数为4个。导热柱11横截面的面积为0.12μm^2，导热柱11的材料为金。
GaAs衬底1的厚度为375μm；AlGaAs缓冲层2的厚度为0.5μm；GaAs缓冲层3的厚度为0.5μm；AlGaAs/AlAs DBR4的总厚度为5μm；AlInP N限制层5的厚度为1μm；AlGaInP N波导层6的厚度为0.5μm；AlGaInP多量子阱有源层7的厚度为0.5μm；AlGaInP P波导层8的厚度为0.5μm；AlInP P限制层9的厚度为1μm；GaP窗口层10的厚度为10μm。
实施例3
根据实施例1提供的一种GaAs基超高亮度LED结构，其区别在于：
一种GaAs基超高亮度LED结构，导热柱11的中心到P电极12的中心的距离为3μm，导热柱11的嵌入高度为3μm，导热柱11的个数为2个，导热柱11横截面的面积为0.2μm^2，AlGaAs/AlAs DBR4的总厚度为4μm。
实施例4
实施例1所述的GaAs基超高亮度LED结构的制备方法，包括如下步骤：
(1)在600℃-700℃的温度范围内，在GaAs衬底1表面生长AlGaAs缓冲层2；
(2)在600-700℃的温度范围内，在AlGaAs缓冲层2表面生长GaAs缓冲层3；
(3)在650-700℃的温度范围内，在GaAs缓冲层3表面生长40对AlGaAs/AlAs DBR4，实现500-800nm范围内的光的反射，载流子浓度为1E17 cm-3-5E18 cm-3；
(4)中在600℃-680℃的温度范围内，在AlGaAs/AlAs DBR4的表面生长AlInP N限制层5，载流子浓度为5E17cm-3-5E18cm-3；
(5)在600℃-650℃的温度范围内，在AlInP N限制层5表面生长AlGaInP N波导层6，不掺杂；
(6)中在600℃-650℃的温度范围内，在AlGaInP N波导层6表面生长AlGaInP多量子阱有源层7，不掺杂；
(7)在600℃-650℃的温度范围内，在AlGaInP多量子阱有源层7表面生长AlGaInPP波导层8，不掺杂；
(8)在600℃-650℃的温度范围内，在AlGaInP P波导层8表面生长AlInP P限制层9，载流子浓度为5E17 cm-3-5E18 cm-3；
(9)在680℃-750℃的温度范围内，在AlInP P限制层9表面生长GaP窗口层10，载流子浓度为5E18 cm-3-5E19 cm-3。
(10)在AlGaAs/AlAs DBR4到GaP窗口层10中制备导热柱11；具体步骤如下：首先利用湿法腐蚀或者干法刻蚀的方法，从GaP窗口层10到AlGaAs/AlAs DBR4刻蚀形成导热柱洞，然后在进行蒸镀导热柱材料之前，在导热柱洞内壁上蒸镀介质膜，再利用蒸镀工艺将导热柱11的材料蒸镀到导热柱洞中。
(11)在GaP窗口层10表面蒸镀ITO层14、制备P电极12，在GaAs衬底1背面制备N电极13。
实施例5
根据实施例4提供的GaAs基超高亮度LED结构的制备方法，其区别在于：
步骤(3)中，在650-700℃的温度范围内，在GaAs缓冲层3表面生长50对AlGaAs/AlAs DBR4，实现600-1500nm范围内的光的反射，载流子浓度为1E17 cm-3-5E18 cm-3。
实施例6
根据实施例4提供的GaAs基超高亮度LED结构的制备方法，其区别在于，
步骤(3)中，在650-700℃的温度范围内，在GaAs缓冲层3表面生长20对AlGaAs/AlAs DBR4，实现800-2000nm范围内的光的反射，载流子浓度为1E17 cm-3-5E18 cm-3。
对比例1
本对比例中，LED为普通的LED,未在LED结构中设置导热柱，其他结构与实施例1提供的结构和制备方法相同。针对5milLED，对比例中LED工作时温度为85℃-100℃，LED亮度为170-180mcd。
由对比例1与实施例1对比可知，本发明提供的GaAs基超高亮度LED结构，工作时的温度由普通LED的85℃-100℃降为70℃-85℃；同尺寸下平均亮度高出20％。
Claims (12)
1.一种GaAs基超高亮度LED结构，其特征在于，包括由下而上依次设置的N电极、GaAs衬底、AlGaAs缓冲层、GaAs缓冲层、AlGaAs/AlAs DBR、AlInP N限制层、AlGaInP N波导层、AlGaInP多量子阱有源层、AlGaInP P波导层、AlInP P限制层、GaP窗口层、ITO层和P电极，所述P电极的周围设置有导热柱；
所述导热柱均匀分布在所述P电极的周围，所述导热柱的中心到所述P电极的中心的距离为1-10μm；
所述导热柱嵌入在自所述AlGaAs/AlAs DBR到所述GaP窗口层中，所述导热柱的下部嵌入到所述AlGaAs/AlAs DBR中，所述导热柱的上部与所述ITO层相连接。
2.根据权利要求1所述的一种GaAs基超高亮度LED结构，其特征在于，所述导热柱的中心到所述P电极的中心的距离为3-5μm。
3.根据权利要求1所述的一种GaAs基超高亮度LED结构，其特征在于，所述导热柱的嵌入高度为1-7μm；所述导热柱的个数为1-8个。
4.根据权利要求3所述的一种GaAs基超高亮度LED结构，其特征在于，所述导热柱的嵌入高度为4-5μm；所述导热柱的个数为4-6个。
5.根据权利要求1所述的一种GaAs基超高亮度LED结构，其特征在于，导热柱的横截面为圆形、菱形、正方形和长方形中的一种；导热柱横截面的面积为0.03-0.8μm^2；所述导热柱的材料为云母、陶瓷、石英、金、铝、铜、银中的一种。
6.根据权利要求5所述的一种GaAs基超高亮度LED结构，其特征在于，导热柱的横截面为圆形；导热柱横截面的面积为0.12-0.28μm^2，所述导热柱的材料为金。
7.根据权利要求1所述的一种GaAs基超高亮度LED结构，其特征在于，所述GaAs衬底的厚度为250-375μm；所述AlGaAs缓冲层的厚度为0.2-0.5μm；所述GaAs缓冲层的厚度为0.2-0.5μm；所述AlGaAs/AlAs DBR的总厚度为2-5μm；所述AlInP N限制层的厚度为0.5-1μm；所述AlGaInP N波导层的厚度为0.15-0.5μm；所述AlGaInP多量子阱有源层的厚度为0.05-0.5μm；所述AlGaInP P波导层的厚度为0.15-0.5μm；所述AlInP P限制层的厚度为0.5-1μm；所述GaP窗口层的厚度为3-10μm。
8.如权利要求1-7任一项所述的GaAs基超高亮度LED结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）在GaAs衬底表面生长AlGaAs缓冲层；
（2）在所述AlGaAs缓冲层表面生长GaAs缓冲层；
（3）在所述GaAs缓冲层表面生长AlGaAs/AlAs DBR；
（4）在所述AlGaAs/AlAs DBR的表面生长AlInP N限制层；
（5）在所述AlInP N限制层表面生长AlGaInP N波导层；
（6）在所述AlGaInP N波导层表面生长AlGaInP多量子阱有源层；
（7）在所述AlGaInP多量子阱有源层表面生长AlGaInP P波导层；
（8）在所述AlGaInP P波导层表面生长AlInP P限制层；
（9）在所述AlInP P限制层表面生长GaP窗口层；
（10）制备导热柱；
（11）在所述GaP窗口层表面蒸镀ITO层、制备P电极，在所述GaAs衬底背面制备N电极。
9.根据权利要求8所述的GaAs基超高亮度LED结构的制备方法，其特征在于，步骤（10）中，首先利用湿法腐蚀或者干法刻蚀的方法，从所述GaP窗口层到所述AlGaAs/AlAs DBR刻蚀形成导热柱洞，再利用蒸镀工艺将导热柱的材料蒸镀到导热柱洞中。
10.根据权利要求8所述的GaAs基超高亮度LED结构的制备方法，其特征在于，步骤（10）中，在进行蒸镀导热柱材料之前，在导热柱洞内壁上蒸镀介质膜。
11.根据权利要求8所述的GaAs基超高亮度LED结构的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，在300-800℃的温度范围内，在GaAs衬底表面生长AlGaAs缓冲层；
步骤（2）中，在300-800℃的温度范围内，在所述AlGaAs缓冲层表面生长GaAs缓冲层；
步骤（3）中，在650-800℃的温度范围内，在所述GaAs缓冲层表面生长2-100对AlGaAs/AlAs DBR，实现500-2000nm范围内的光的反射，载流子浓度为1E17 cm-3-5E18 cm-3；根据LED亮度要求选择AlGaAs/AlAs DBR对数；
步骤（4）中，在600-700℃的温度范围内，在所述AlGaAs/AlAs DBR的表面生长AlInP N限制层，载流子浓度为5E17cm-3-5E18cm-3；
步骤（5）中，在600-700℃的温度范围内，在所述AlInP N限制层表面生长AlGaInP N波导层，不掺杂；
步骤（6）中，在600-700℃的温度范围内，在所述AlGaInP N波导层表面生长AlGaInP多量子阱有源层，不掺杂；
步骤（7）中，在600-700℃的温度范围内，在所述AlGaInP多量子阱有源层表面生长AlGaInP P波导层，不掺杂；
步骤（8）中，在600-700℃的温度范围内，在所述AlGaInP P波导层表面生长AlInP P限制层，载流子浓度为5E17 cm-3-5E18 cm-3；
步骤（9）中，在650-830℃的温度范围内，在所述AlInP P限制层表面生长GaP窗口层，载流子浓度为5E18 cm-3-5E19 cm-3。
12.根据权利要求11所述的GaAs基超高亮度LED结构的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，在600℃-700℃的温度范围内，在GaAs衬底表面生长AlGaAs缓冲层；
步骤（2）中，在600-700℃的温度范围内，在所述AlGaAs缓冲层表面生长GaAs缓冲层；
步骤（3）中，在650-700℃的温度范围内，在所述GaAs缓冲层表面生长20-50对AlGaAs/AlAs DBR，实现500-2000nm范围内的光的反射，载流子浓度为1E17 cm-3-5E18 cm-3；
步骤（4）中，在600℃-680℃的温度范围内，在所述AlGaAs/AlAs DBR的表面生长AlInPN限制层，载流子浓度为5E17cm-3-5E18cm-3；
步骤（5）中，在600℃-650℃的温度范围内，在所述AlInP N限制层表面生长AlGaInP N波导层，不掺杂；
步骤（6）中，在600℃-650℃的温度范围内，在所述AlGaInP N波导层表面生长AlGaInP多量子阱有源层，不掺杂；
步骤（7）中，在600℃-650℃的温度范围内，在所述AlGaInP多量子阱有源层表面生长AlGaInP P波导层，不掺杂；
步骤（8）中，在600℃-650℃的温度范围内，在所述AlGaInP P波导层表面生长AlInP P限制层，载流子浓度为5E17 cm-3-5E18 cm-3；
步骤（9）中，在680℃-750℃的温度范围内，在所述AlInP P限制层表面生长GaP窗口层，载流子浓度为5E18 cm-3-5E19 cm-3。
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