CN201392845Y - 蓝宝石衬底的AlGaInP发光二极管 - Google Patents
蓝宝石衬底的AlGaInP发光二极管 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201392845Y CN201392845Y CN200920021648U CN200920021648U CN201392845Y CN 201392845 Y CN201392845 Y CN 201392845Y CN 200920021648 U CN200920021648 U CN 200920021648U CN 200920021648 U CN200920021648 U CN 200920021648U CN 201392845 Y CN201392845 Y CN 201392845Y
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- algainp
- layer
- gap
- sapphire substrate
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Abstract
本实用新型提供了一种蓝宝石衬底的AlGaInP发光二极管。该发光二极管的外延结构由下至上依次为蓝宝石衬底、低温GaP缓冲层、高温GaP缓冲层、GaP电流扩展及欧姆接触层、AlGaInP过渡层和下限制层、多量子阱AlGaInP有源区、AlGaInP上限制层和GaP电流扩展层。本实用新型使用蓝宝石作为外延生长衬底，并使用磷化镓作为缓冲层，由于蓝宝石和磷化镓材料对黄色至红色波段是透明的，因此不存在衬底光吸收问题，通过磷化镓缓冲层可以抑制蓝宝石衬底和AlGaInP材料之间晶格失配和热膨胀系数失配导致的材料生长缺陷，从而可以大大提高发光二极管的光输出能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种蓝宝石衬底的铝镓铟磷(AlGaInP)发光二极管(light emittingdiode，LED)，属于光电子技术领域。
背景技术
不同颜色的发光二极管(LED)是由不同的材料体系制备的，对于黄色、橙色、红色LED，现在性能最好的是利用AlGaInP材料作为发光层制备的。AlGaInP LED是在GaAs(砷化镓)衬底上生长的，其外延材料结构由下至上依次为GaAs衬底、GaAs缓冲层、n型铝镓铟磷[(AlxGa1-x)0.5In0.5P]下限制层、非掺杂铝镓铟磷[(AlxGa1-x)0.5In0.5P/(AlyGa1-y)0.5In0.5P](x≠y)发光区(也叫有源区)、p型铝镓铟磷[(AlxGa1-x)0.5In0.5P]上限制层和p型GaP(磷化镓)电流扩展层。其制备过程如下：
1.在GaAs衬底上外延生长一层GaAs缓冲层；
2.在GaAs缓冲层上生长与GaAs晶格匹配的n型铝镓铟磷[(AlxGa1-x)0.5In0.5P]下限制层；
3.在下限制层上生长非掺杂的铝镓铟磷[(AlxGa1-x)0.5In0.5P/(AlyGa1-y)0.5In0.5P](x≠y)发光区(也叫有源区)；
4.在发光区上生长p型铝镓铟磷[(AlxGa1-x)0.5In0.5P]上限制层；
5.在上限制层上生长p型GaP具有电流扩展和欧姆接触功能的顶层。
上述结构中由于GaAs衬底对可见光是吸收的，发光区产生的向下传播的光都被吸收，从而发光效率很低，通常小于10lm/W。为抑制上述问题，业界通常的做法是在GaAs缓冲层和下限制层之间增加可以将向下传输的光反射到上表面的所谓布拉格反射层(DBR反射层)，其一般由不同组份的铝镓砷[AlxGa1-xAs/AlyGa1-yAs(x≠y)]或铝镓铟磷[(AlxGa1-x)0.5In0.5P/(AlyGa1-y)0.5In0.5P(x≠y)]材料制备。通过利用布拉格反射层(DBR反射层)结构，AlGaInP LED(铝镓铟磷发光二极管)发光效率提高到了15~20lm/W。
但布拉格反射层(DBR反射层)结构只能对特定角度范围内的光进行反射，为进一步提高GaAs衬底上生长的铝镓铟磷发光二极管性能，业界还采用了更换衬底的所谓倒装结构LED技术。其首先是在GaAs衬底上生长出铝镓铟磷发光二极管外延材料，然后将其P面粘接到带金属反射镜的高热导率基板上(通常为Si)，然后用选择腐蚀方法将GaAs衬底腐蚀掉，再制作上n电极和p电极，形成n电极在上、p电极在下的倒装结构LED。利用该技术制备的LED性能有了大幅度的提高，其发光效率可以达到30lm/W。但该方法工艺复杂，产品指标一致性不好，且腐蚀过程产生大量含砷(As)的化学废液需要进一步处理，对环境保护不利。
由于蓝宝石(Al2O3)衬底是透明的，对可见光具有不吸收性，比利用砷化镓衬底外延生长的铝镓铟磷发光二极管具有更高的提取效率，且可以避免更换吸光衬底的复杂工艺和环境污染问题，具有明显的性能优势和环保优势。但是蓝宝石衬底上制备铝镓铟磷发光二极管的最大难点是二者晶格类型不同，晶格常数差别大，热膨胀系数也有很大不同，因此业界尚无利用蓝宝石衬底生长铝镓铟磷发光二极管的产品出现。
发明内容
本实用新型针对现有AlGaInP发光二极管存在的发光效率低的问题，提供一种发光效率高的蓝宝石衬底的AlGaInP发光二极管。
本实用新型的蓝宝石衬底的AlGaInP发光二极管，其外延结构由下至上依次为蓝宝石衬底、低温GaP缓冲层、高温GaP缓冲层、GaP电流扩展及欧姆接触层、AlGaInP过渡和下限制层、多量子阱AlGaInP有源区、AlGaInP上限制层和GaP电流扩展层。
本实用新型使用蓝宝石作为外延生长衬底，并使用磷化镓作为缓冲层，由于蓝宝石和磷化镓材料对黄色至红色波段是透明的，因此不存在衬底光吸收问题，通过磷化镓缓冲层可以抑制蓝宝石衬底和铝镓铟磷发光二极管材料之间晶格失配和热膨胀系数失配导致的材料生长缺陷，从而可以大大提高LED的光输出能力。
附图说明
图1是本实用新型第一个是实施例的结构示意图。
图2是本实用新型第二个是实施例的结构示意图。
图中：1、蓝宝石衬底，2、GaP缓冲层，3、n型GaP电流扩展和欧姆接触层，4、n型AlGaInP过渡和下限制层，5、多量子阱AlGaInP有源区，6、P型AlGaInP上限制层，7、P型电流扩展层，8、P面电极，9、N面电极，10、P型GaP电流扩展和欧姆接触层，11、P型AlGaInP过渡和下限制层，12、n型AlGaInP上限制层，13、n型GaP电流扩展层。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例的蓝宝石衬底的AlGaInP发光二极管，为蓝宝石衬底1，其外延结构在蓝宝石衬底1上由下至上依次为GaP缓冲层2(包括低温GaP缓冲层和高温GaP缓冲层两层组合)、n型GaP电流扩展和欧姆接触层3、n型AlGaInP过渡和下限制层4、多量子阱(MQWs)AlGaInP有源区5、P型AlGaInP上限制层6和P型电流扩展层7。利用常规管芯制备技术在P型电流扩展层7上制作出P面电极(正极)8，在n型GaP电流扩展和欧姆接触层3上制作出N面电极(负极)9，使P面电极8和N面电极9同在上方。
实施例2
如图2所示，本实施例的蓝宝石衬底的AlGaInP发光二极管，其外延结构是在蓝宝石衬底1上由下至上依次为GaP缓冲层2(包括低温GaP缓冲层和高温GaP缓冲层两层组合)、P型GaP电流扩展和欧姆接触层10、P型AlGaInP过渡和下限制层11、多量子阱(MQWs)AlGaInP有源区5、n型AlGaInP上限制层12、n型GaP电流扩展层(窗口层)13。利用常规管芯制备技术在n型电流扩展层13上制作出N面电极(负极)9，在P型GaP电流扩展10上制作出P面电极(正极)8，使P面电极8和N面电极9同在上方。
Claims (1)
1.一种蓝宝石衬底的AlGaInP发光二极管，其特征是：该发光二极管的外延结构由下至上依次为蓝宝石衬底、低温GaP缓冲层、高温GaP缓冲层、GaP电流扩展及欧姆接触层、AlGaInP过渡和下限制层、多量子阱AlGaInP有源区、AlGaInP上限制层和GaP电流扩展层。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200920021648U CN201392845Y (zh) | 2009-04-29 | 2009-04-29 | 蓝宝石衬底的AlGaInP发光二极管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200920021648U CN201392845Y (zh) | 2009-04-29 | 2009-04-29 | 蓝宝石衬底的AlGaInP发光二极管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201392845Y true CN201392845Y (zh) | 2010-01-27 |
Family
ID=41599666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200920021648U Expired - Fee Related CN201392845Y (zh) | 2009-04-29 | 2009-04-29 | 蓝宝石衬底的AlGaInP发光二极管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201392845Y (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102418864A (zh) * | 2011-11-24 | 2012-04-18 | 俞国宏 | 一种双尖型led灯具 |
| CN105122477A (zh) * | 2013-04-10 | 2015-12-02 | 信越半导体株式会社 | 半导体发光组件及其制造方法 |
-
2009
- 2009-04-29 CN CN200920021648U patent/CN201392845Y/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102418864A (zh) * | 2011-11-24 | 2012-04-18 | 俞国宏 | 一种双尖型led灯具 |
| CN105122477A (zh) * | 2013-04-10 | 2015-12-02 | 信越半导体株式会社 | 半导体发光组件及其制造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101540359B (zh) | 蓝宝石衬底的AlGaInP发光二极管外延片及其制备方法 | |
| CN101540361B (zh) | 硅衬底上生长的铝镓铟磷发光二极管的制备方法 | |
| CN110088922A (zh) | 一种发光二极管芯片结构及其制作方法 | |
| CN102214739A (zh) | 一种氮化镓基发光二极管的外延粗化方法 | |
| CN109742203A (zh) | 一种氮化物发光二极管 | |
| CN102779915A (zh) | 倒装发光二极管及其制备方法 | |
| CN103515503A (zh) | 一种垂直结构发光二极管及其制造方法 | |
| CN102214745B (zh) | 一种氮化镓基半导体发光器件的制造方法 | |
| WO2021163924A1 (zh) | 一种用于多结led的隧穿结、多结led及其制备方法 | |
| CN103137807A (zh) | 具有应力释放层的绿光led外延结构及制作方法 | |
| CN104112800A (zh) | 一种采用复合dbr提高亮度的发光二极管及其制备方法 | |
| CN201392845Y (zh) | 蓝宝石衬底的AlGaInP发光二极管 | |
| CN208938998U (zh) | 一种提高光提取效率的深紫外发光二极管芯片 | |
| CN105489719A (zh) | 一种带应变调和多量子阱结构的红外发光二极管 | |
| CN203721755U (zh) | 具有外延表面粗化层的砷磷化铝镓铟发光二极管 | |
| CN104134735A (zh) | 一种发光二极管芯片结构 | |
| CN101777614A (zh) | 低位错密度led芯片的制备方法 | |
| CN201392846Y (zh) | 硅衬底上外延生长的铝镓铟磷发光二极管 | |
| CN204102926U (zh) | 具有嵌入式空气空隙的氮化镓二极管 | |
| CN203503684U (zh) | 一种正装结构的发光二极管外延片 | |
| CN202797053U (zh) | 一种氮化镓发光二极管结构 | |
| CN101800278A (zh) | 一种能减低位错密度的led芯片 | |
| CN205231094U (zh) | 具有抗衰层的发光二极管 | |
| CN202308026U (zh) | 一种四元发光二极管 | |
| CN110416376A (zh) | 一种能直接发射白光的半导体异质结发光芯片 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100127 Termination date: 20130429 |