[发明专利]一种四元发光二极管及其制造方法

权利要求书

1.一种四元发光二极管，其特征在于，自下而上依次包括衬底(1)、缓冲层(2)、布拉格反射器(3)、下包覆层(4)、发光层(5)、上包覆层(6)、局部掺杂突变区(7)、外延窗口层(8)、上电极(9)和下电极(10)，所述局部掺杂突变区(7)位于所述上电极(9)的正下方，在所述衬底(1)上通过第一次外延生长依次形成所述缓冲层(2)、所述布拉格反射器(3)、所述下包覆层(4)、所述发光层(5)和所述上包覆层(6)，通过第二次外延生长形成所述外延窗口层(8)。

2.根据权利要求1所述的一种四元发光二极管，其特征在于，所述布拉格反射器(3)的中心区域位于所述局部掺杂突变区(7)的正下方。

3.根据权利要求2所述的一种四元发光二极管，其特征在于，所述布拉格反射器(3)的中心区域的面积≥所述局部掺杂突变区(7)的面积。

4.根据权利要求3所述的一种四元发光二极管，其特征在于，所述布拉格反射器(3)包括高铝含量层和低铝含量层，所述布拉格反射器(3)的外围区域为布拉格反射器氧化区(11)。

5.根据权利要求4所述的一种四元发光二极管，其特征在于，所述高铝含量层具体为高铝含量的AlGaAs层或高铝含量的AlGaInP层，铝含量范围为80％～100％，所述低铝含量层具体为低铝含量的AlGaAs层或低铝含量的AlGaInP层，铝含量范围为0％～80％。

6.根据权利要求5所述的一种四元发光二极管，其特征在于，所述布拉格反射器(3)由AlGaAs/AlGaAs、AlGaAs/AlGaInP、AlGaInP/AlGaInP或AlGaInP/AlGaAs的重复单元组成。

7.根据权利要求1～6任一项所述的一种四元发光二极管，其特征在于，所述衬底(1)和所述缓冲层(2)所用材料相同，所述材料具体为GaAs；所述局部掺杂突变区(7)由相同导电类型的半导体材料制成，所述半导体材料具体为P型半导体材料，所述P型半导体材料具体为GaP；所述上电极(9)所用材料为Au/BeAu/Au，所述下电极(10)所用材料为GeAu/Au。

8.一种如权利要求1所述的四元发光二极管的制造方法，其特征在于，包含以下步骤：

1)第一次外延生长：在所述衬底(1)上自下而上依次形成所述缓冲层(2)、所述布拉格反射器(3)、所述下包覆层(4)、所述发光层(5)和所述上包覆层(6)；

2)光刻刻蚀：在所述上包覆层(6)上进行ICP干法刻蚀形成所述局部掺杂突变区(7)；

3)第二次外延生长：在所述步骤2)所得结构上形成所述外延窗口层(8)；

4)所述上电极(9)制备：在所述步骤3)所得结构上蒸镀Au/BeAu/Au，在450～500℃下退火10～30min，光刻刻蚀，去胶；

5)所述下电极(10)制备：将衬底(1)用研磨的方式减薄至190±10μm，在所述衬底(1)的背面蒸镀GeAu/Au，在350～400℃下退火10～40min；

6)透切：通过切割方式将所述步骤5)所得结构形成独立芯片。

9.根据权利要求8所述的一种四元发光二极管的制造方法，其特征在于，执行所述步骤6)之前进行半切和氧化操作，将半切所得结构放入通有湿氧或者湿氮的氧化炉中，在400～480℃下氧化所述布拉格反射器(3)，所述布拉格反射器(3)的外围区域形成布拉格反射器氧化区(11)。

10.根据权利要求8或9所述的一种四元发光二极管的制造方法，其特征在于，执行所述步骤3)、所述步骤4)和所述步骤5)之前先进行清洗操作，所述清洗具体为超声清洗。