一种发光二极管，涉及发光二极管的外延结构技术领域。在N-GaAs衬底上外延结构由下至上依次为n-GaAs缓冲层、隧穿结、p-GaAs缓冲层、布拉格反射层、p-(AlxGa1-x)yIn1-yP下限制层、Undoped-(AlxGa1-x)yIn1-yP有源区、n-(AlxGa1-x)yIn1-yP上限制层、电流扩展层、表面粗化层和GaAs欧姆接触层。本发明可增加有效出光面积，极大地提高亮度。利用隧穿结将n-GaAs衬底与其他有效外延层连接起来。对比目前比较成熟的倒装粗化LED，除去了衬底剥离、bonding等复杂的芯片工艺步骤，简化芯片流程，提高生产效率，降低生产成本，提高成品率。
1.一种发光二极管，其特征在于在N-GaAs衬底上外延结构由下至上依次为n-GaAs缓冲层、隧穿结、p-GaAs缓冲层、布拉格反射层、p-(AlxGa1-x)yIn1-yP下限制层、Undoped-(AlxGa1-x)yIn1-yP有源区、n-(AlxGa1-x)yIn1-yP上限制层、电流扩展层、表面粗化层和GaAs欧姆接触层；所述p-(AlxGa1-x)yIn1-yP下限制层中，x为0.6～1，y为0.4～0.6；所述Undoped-(AlxGa1-x)yIn1-yP有源区中，x为0～0.5，y为0.4～
0.6；所述n-(AlxGa1-x)yInl-yP上限制层中，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；所述表面粗化层为n-(AlxGa1-x)yIn1-yP、n-GaP中的任一种。
2.根据权利要求1所述发光二极管，其特征在于所述隧穿结为n-GaAs/p-GaAs、n-AlGaAs/p-AlGaAs、n-GaAs/p-AlGaAs、n-AlGaAs/p-GaAs、n-AlInP/p-AlInP、n-GaInP/p-GaInP、n-AlGaInP/p-AlGaInP中的任一种。
3.根据权利要求1所述发光二极管，其特征在于所述布拉格反射层为p-AlAs/p-AlxGa1-xAs或p-AlInP/p-(AlxGa1-x)yIn1-yP；所述p-AlAs/p-AlxGa1-xAs中，x为0～
0.7；所述p-AlInP/p-(AlxGa1-x)yIn1-yP中，x为0.3～0.7，y为0.4～0.6。
4.根据权利要求1所述发光二极管，其特征在于所述电流扩展层的掺杂浓度为
5.根据权利要求1所述发光二极管，其特征在于所述电流扩展层的外延厚度为
6.根据权利要求1所述发光二极管，其特征在于所述n-(AlxGa1-x)yIn1-yP下限制层中，x为0～1，y为0.45～0.55。
7.根据权利要求1所述发光二极管，其特征在于所述表面粗化层的掺杂浓度为
8.根据权利要求1所述发光二极管，其特征在于所述表面粗化层的外延厚度为
一种发光二极管
技术领域
[0001] 本发明涉及发光二极管技术领域，特别是其外延结构技术领域。
背景技术
[0002] 自从AlGaInP红色、黄色发光二极管在20实际90年代的早期出现，和稍后的GaN蓝色、绿色和白色发光二极管的研发，这些发光二极管已在很多高效固态照明领域上有广泛的用途，例如全色彩屏幕显示器、汽车用灯、背光源、交通信号灯、景观及日常照明等。
[0003] 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。其中一个重要原因就是许多有源区发射出来的光，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，将这部分发生全反射的光提取出来，以提高其亮度，成为目前研究的重点。
发明内容
[0004] 本发明目的是提供一种亮度高的新型发光二极管。
[0005] 本发明技术方案是：在N-GaAs衬底上外延结构由下至上依次为n-GaAs缓冲层、隧穿结、p-GaAs缓冲层、布拉格反射层、p-(AlxGa1-x)yIn1-yP下限制层(其中x为0.6～1，y为0.4～0.6)、Undoped-(AlxGa1-x)yIn1-yP有源区(其中x为0～0.5，y为0.4～
0.6)、n-(AlxGa1-x)yIn1-yP上限制层(其中x为0.6～1，y为0.4～0.6)、电流扩展层、表面粗化层和GaAs欧姆接触层。
[0006] 本发明在常规LED结构上添加一层粗化层，粗化层可以增加LED器件的有效出光面积，并且可以使原先发生全反射而无法射出的光，在下次以不同角度射向界面，将这些光从外延层中重新提取出来，极大的提高了AlGaInP发光二极管的外量子效率，以提高亮度。本发明还利用隧穿结将n-GaAs衬底与其他有效外延层连接起来。对比目前比较成熟的倒装粗化LED(参见文献IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS，VOL.20，NO.20，OCTOBER 15，
2008)，除去了衬底剥离、bonding等复杂的芯片工艺步骤，从而简化芯片流程，大大提高了生产效率，降低生产成本，提高成品率。
[0007] 本发明所述隧穿结可以 为n-GaAs/p-GaAs、n-AlGaAs/p-AlGaAs、n-GaAs/p-AlGaAs、n-AlGaAs/p-GaAs、n-AlInP/p-AlInP、n-GaInP/p-GaInP、n-AlGaInP/p-AlGaInP中的任一种。
[0008] 本发明所述布拉格反射层可以为p-AlAs/p-AlxGa1-xAs、p-AlInP/p-(AlxGa1-x)yIn1-yP、AlAs/GaAs中的任一种。
[0009] 上述电流扩展层为n-(AlxGa1-x)yIn1-yP。且，n-(AlxGa1-x)yIn1-yP中，x为0～1，y为0.45～0.55。
[0010] 本发明所述电流扩展层的掺杂浓度为1×1018～1×1020。
[0011] 本发明所述电流扩展层的外延厚度为5000 ～50000
[0012] 本发明所述表面粗化层可以为n-AlInP、n-(AlxGa1-x)yIn1-yP、n-GaP中的任一种。
[0013] 上述n-(AlxGa1-x)yIn1-yP中，x为0～1，y为0.45～0.55。
[0014] 本发明所述表面粗化层的掺杂浓度为1×1018～1×1020。
[0015] 本发明所述表面粗化层的外延厚度为5000 ～50000
附图说明
[0016] 图1为本发明的一种结构示意图。
具体实施方式
[0017] 本发明的具体生长方法步骤如下：
[0018] 1、在300℃～500℃的温度下，对n-GaAs衬底11进行表面处理，去除水气。
[0019] 2、生长n-GaAs缓冲层1。
[0020] 3、生长隧穿结2。隧穿结非常重要，用来连接n-GaAs缓冲层1与p-GaAs缓冲层3，保证正向电流在n-p结中依旧导通，是本发明的关键点之一。
[0021] 隧 穿 结 2 可 以 为 n-GaAs/p-GaAs、n-AlGaAs/p-AlGaAs、n-GaAs/p-AlGaAs、n-AlGaAs/p-GaAs、n-AlInP/p-AlInP、n-GaInP/p-GaInP、n-AlGaInP/p-AlGaInP中的任一种。
[0022] 4、生长p-GaAs缓冲层3。
[0023] 5、生长布拉格反射层4，用来反射有源区射出的光，以免被GaAs彻底吸收。
[0024] 布拉格反射层4可以为p-AlAs/p-AlxGa1-xAs(x取值为0～0.7)或p-AlInP/p-(AlxGa1-x)yIn1-yP(x取值为0.3～0.7，y取值为0.4～0.6)。
[0025] 6、生长p-(AlxGa1-x)yIn1-yP下限制层5。目的在于限制载流子，增加复合几率。
[0026] 7、生长Undoped-(AlxGa1-x)yIn1-yP(其中x取值为0～0.5，y取值为0.4～0.6)有源区6。
[0027] 8、生长n-(AlxGa1-x)yIn1-yP(其中x取值为0.6～1，y取值为0.4～0.6)上限制层7。作用与下限制层5相同，在于限制载流子，增加复合几率。
[0028] 9、生长电流扩展层8。更好的扩展电流，使电流分布均匀，提高发光二极管各项参数的均匀性。
[0029] 电流扩展层为n-(AlxGa1-x)yIn1-yP，其中Al组分x＝0～1，y取值为0.45～0.55。电流扩展层的掺杂浓度为1×1018～1×1020，外延厚度为5000 ～50000[0030] 10、生长表面粗化层9。表面粗化层的生长是本发明的关键点之二。粗化层通过粗化后明显提高了发光二极管的外量子效率，光强大幅度提高。
[0031] 表面粗化层9可以为n-(AlxGa1-x)yIn1-yP、n-GaP中的任一种。
[0032] 上述n-(AlxGa1-x)yIn1-yP的Al组分x＝0～1，y取值为0.45～0.55。18 20
[0033] 表面粗化层9的掺杂浓度为1×10 ～1×10 ，外延厚度为5000 ～50000[0034] 11、生长欧姆接触层10。
[0035] 本发明均采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术进行外延生长。
