【技术实现步骤摘要】
本专利技术有关一种半导体发光二极管。以InGaAlP为基础的合金对于波长介于红光与绿光之间的发光二极管的制造工艺乃是一相当重要的半导体材料。In0.5(Ga1-xAlx)0.5P合金与GaAs底材是晶格匹配的(lattice match)，并有一1.9eV到2.3Ev的直接转换能隙，在此能隙内Al的分子组成大约在0＜x＜0.7的间。当Al的组成大约在x～0.7时In0.5(Ga1-xAlx)0.5P有一间接能阶。当Al的组成x～1时In0.5(Ga1-xAlx)0.5P有另一间接能阶，约为2.3eV。为了得到高效率的发光，必须有强大的载子发光再结合(recombination)及高效率的发光二极管。以InGaAlP为基础的发光二极管中在较短波长，也就是红光与黄-绿光的可见光光谱之间有一直接转换能隙以供高亮度的发光。此外，In0.5(Ga1-xAlx)0.5P有近乎完美的晶格对准(alignment)且在GaAs在V/III/V/III族介面半导体底材上，有放电平衡(charge balance)的特性，这种特性表示它是原子级阶层(atomic level)外...
【技术保护点】
一种发光二极管，其特征在于，它至少包括： 一金属接触底座； 一第一导电型ＧａＡｓ底材，它在所述金属接触底座上面，所述底材沿〈１１１〉Ａ角度斜切，所述斜切角度大于１０°； 一所述第一导电型ＩｎＧａＡｌＰ层，它位于所述底材上面； 一主动层，它位于所述第一导电型ＩｎＧａＡｌＰ层上面，所述主动层无原子次序； 一第二导电型ＩｎＧａＡｌＰ层，它位于所述主动层上面，其电性与所述第一导电型ＩｎＧａＡｌＰ层相反； 一窗户层，它位于所述第二导电型ＩｎＧａＡｌＰ层上面；以及 一金属接触顶座，它位于所述窗户层上面。
【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，其特征在于，它至少包括一金属接触底座；一第一导电型GaAs底材，它在所述金属接触底座上面，所述底材沿<111>A角度斜切，所述斜切角度大于10°；一所述第一导电型InGaAlP层，它位于所述底材上面；一主动层，它位于所述第一导电型InGaAlP层上面，所述主动层无原子次序；一第二导电型InGaAlP层，它位于所述主动层上面，其电性与所述第一导电型InGaAlP层相反；一窗户层，它位于所述第二导电型InGaAlP层上面；以及一金属接触顶座，它位于所述窗户层上面。2.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，还包括一GaAs缓冲层，它介于所述底材与所述第一导电型InGaAlP层之间。3.如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述缓冲层的厚度在0.2至0.5μm之间。4.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，还包括一光反射层，它位于所述底材上，所述光反射层的渗杂浓度大于2*1017/cm2。5.如权利要求4所述的发光二极管，其特征在于，所述光反射层有一反射波长α，它接近所述主动区域的波长β(α＝β-5nm或α＝β+5nm)且载子电性与所述底材相同。6.如权利要求4所述的发光二极管，其特征在于，所述光反射层是选自于由AlAs/Alx1Ga1-x1As-底材(x1≥0.5)，In0.5(Ga1-x2Alx2)0.5P-底材(x2≥0.1)与AlAs/In0.5(Ga1-x2Alx2)0.5P-的族群底材的超晶格结构所组成。7.如权利要求6所述的发光二极管，其特征在于，所述铝的组成x1与x2在发射光波长大于630nm，x1小于0.6且x2大于0.1；在发射光波长大于590nm，x1小于0.7且x2大于0.2；在发射光波长大于570nm，x1小于0.8且x2大于0.3。8.如权利要求6所述的发光二极管，其特征在于，所述光反射层是选自于由AlAs/AlxGa1-xAs-底材In0.5(Ga1-xAlx)0.5P-底材，与AlAs/In0.5(Ga1-xAlx)0.5P-的族群超晶结构所组成，所述超晶结构每一层与层间的反射系数差值不小于0.15。9.如权利要求4所述的发光二极管，其特征在于，所述光线反射层与所述底材的晶格不匹配度小于0.3％。10.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一导电型InGaAlP层渗杂浓度在0.4*1018/cm2到1*1018/cm2之间。11.如权利要求10所述的发光二极管，其特征在于，所述渗杂剖面至少包括一低/高渗杂浓度比率0.1至0.5之间。12.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述主动层至少包括一应变的Iny(Ga1-x1Alx1)1-yP/In0.5(Ga1-x2Alx2)0.5P多重量子井结构，所述多重量子井结构具有一Iny(Ga1-x1Alx1)1-yP<001>晶格常数，它比所述斜切底材GaAs<001>的晶格常数大0.2％到0.6％之间。13.如权利要求12所述的发光二极管，其特征在于，所述应变多重量子井层与层之间厚度比在0.75-1.25之间。14.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，还包括一电子反射层中，的一In0.5Al0.5P壅塞层，它在所述主动层上，所述壅塞层厚度在20-40nm之间。15.如权利要求14所述的发光二极管，其特征在于，所述电子反射层至少包括In0.5(Ga1-xAlx)0.5P/In0.5Al0.5P超晶结构，它插在所述主动区域与所述第二InGaAlP层之间。16.如权利要求14所述的发光二极管，其特征在于，所述电子反射层选自于由固定、阶段及梯度变化的成长层所组合而成，各层厚度约2-5nm。17.如权利要求4所述的发光二极管，其特征在于，所述第一InGaAlP层有一梯度性变化，所述梯度性变化剖面在0.4*1018/cm2至1*1018/cm2之间。18.如权利要求17所述的发光二极管，其特征在于，所述梯度性变化剖面还包括一低/高渗杂浓度比率介于0.1至0.5之间。19.如权利要求18所述的发光二极管，其特征在于，所述主动区至少包括一应变(strain)Iny(Ga1-x1Alx1)1-yP/In0.5(Ga1-x2Alx2)0.5P多重量子井，所述Iny(Ga1-x1Alx1)1-yP井具有一<001>晶格常数，它大于所述斜切GaAs底材的晶格常数约0.2％至0.6％。20.如权利要求19所述的发光二极管，其特征在于，所述应变(strained)多重量子井层与层之间的厚度比约为0.75至1.25之间。21.如权利要求19所述的发光二极管，其特征在于，还包括一电子反射层，所述电子反射层有一In0.5Al0.5P壅塞层，它在所述主动层上面，所述壅塞层厚度约为20至40nm之间。22.如权利要求21所述的发光二极管，其特征在于，所述电子反射层至少包括In0.5(Ga1-xAlx)0.5P/In0.5Al0.5P超晶结构，它插在所述主动层与第二InGaAlP层之间。23.如权利要求21所述的发光二极管，其特征在于，所述电子反射层选自于由固定、阶段及梯度变化的成长层所组合而成，各层厚度约为2-5nm之间。24.如权利要求21所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管是利用有机金属气相外延法在一反应腔中以温度小于750摄氏温度下成长。25.一种发光二极管，其特征在于，它至少包括一金属接触底座；一第一导电型GaAs底材，它在所述金属接触底座上面，所述底材沿<111>A角度斜切，所述斜切角度大于10°；一光线反射层，位于所述底材上，所述光线反射层的渗杂浓度大于2*1017/cm2；一所述第一导电型InGaAlP层，它位于所述光线反射层上面，所述第一导电型InGaAlP层有一渗杂浓度介于0.4*1018/cm2至1*1018/cm2之间；一主动层，位于所述第一导电型InGaAlP层上面，所述主动层至少包括一应变Iny(Ga1-x1Alx1)1-yP/In0.5(Ga1-x2Alx2)0.5P多重量子井，所述Iny(Ga1-x1Alx1)1-yP井具有一<001>晶格常数，它大于所述斜切GaAs底材的晶格常数约0.2％至0.6％；一电子反射层有一In0.5Al0.5P壅塞层，它在所述主动层上面，所述壅塞层厚度约为20至40nm之间；一第二导电型InGaAlP层，它位于所述电子反射层上面，其电性与所述第一导电型InGaAlP层相反；一窗户层，它位于所述第二导电型InGaAlP层上面；以及一金属接触顶座，它位于所述窗户层上面。26.如权利要求25所述的发光二极管，其特征在于，还包括一GaAs缓冲层，它在所述底材与所述第一InGaAlP层上面。27.如权利要求26所述的发光二极管，其特征在于，所述缓冲层的厚度在0.2至0.5μm之间。28.如权利要求25所述的发光二极管，其特征在于，所述光线反射层有一反射波长α，它接近于所述主动层波长β使得(α＝β-5nm或α＝β+5nm)，其载子的导电性与所述主动层具同一电性。29.如权利要求25所述的发光二极管，其特征在于，所述光反射层是选自于由AlAs/Alx1Ga1-x1As-底材(x1≥0.5)，In0.5(Ga1-x2Alx2)0.5P-底材(x2≥0.1)，及AlAs/In0.5(Ga1-x2Alx2)0.5P-的族群底材的超晶结构所构成。30.如权利要求29所述的发光二极管，其特征在于，所述铝分子成分组成x1与x2，当波长大于630nm，x1小于0.6且x2大于0.1；当波长大于590nm，x1小于0.7且x2大于0.2；当波长大于570nm，x1小于0.8且x2大于0.3。31.如权利要求29所述的发光二极管，其特征在于，所述光线反射层选自于由AlAs/AlxGa1-xAs-基(based)底材，In0.5(Ga1-xAlx)0.5P-底材，及AlAs/In0.5(Ga1-xAlx)0.5P-的族群底材的超晶结构所构成，各层的反射系数差不小于0.15。32.如权利要求25所述的发光二极管，其特征在于，所述光线反射层与所述底材的晶格不匹配度小于0.3％。33.如权利要求25所述的发光二极管，其特征在于，所述渗杂剖面还包括一低/高渗杂浓度的厚度比率介于0.1至0.5之间。34.如权利要求25所述的发光二极管，其特征在于，所述应变多量子井(strained multi-quantum well)厚度比约在0.75至1.25之间。35.如权利要求25所述的发光二极管，其特征在于，所述电子反射层至少包括In0.5(Ga1-xAlx)0.5P/In0.5Al0.5P超晶结构，它插在所述主动层与所述第二InGaAlP层中间。36.如权利要求25所述的发光二极管，其特征在于，所述电子反射层至少包括由固定、阶梯及梯度变化厚度所组成，每一层厚度大约为2至5nm。37.如权利要求25所述的发光二极...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭立信，许靖豪，吴伯仁，许文士，
申请(专利权)人：洲磊科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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