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CN111819702B - 一种红外发光二极管 - Google Patents

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CN111819702B CN201980005977.3A CN201980005977A CN111819702B CN 111819702 B CN111819702 B CN 111819702B CN 201980005977 A CN201980005977 A CN 201980005977A CN 111819702 B CN111819702 B CN 111819702B
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Abstract

一种红外发光二极管（10），其特征在于，具备：半导体发光系列（2），该半导体发光系列（2）具有交替地层叠有阱层（011）和垒层（012）的量子阱结构的活性层（006）、夹持所述活性层（006）的第1波导层（005）和第2波导层（007）、以及隔着所述第1波导层（005）和第2波导层（007）夹持所述活性层（006）的第1覆盖层（004）和第2覆盖层（008）；所述第1波导层（005）和第2波导层（007）由组成式为(AlX3Ga1‑X3)Y1In1‑Y1P(0≤X3≤1，0＜Y1≤1)的化合物半导体组成；原红外光外延结构因倒装工艺会有键合良率低和台面蚀刻问题，无法实现倒装发光二极管的制作。通过使用上述外延系统材料，可实现红外光发光二极管（10）倒装工艺的制作。

Description

一种红外发光二极管
技术领域
本发明涉及半导体光电技术领域，更具体地说，涉及的是一种红外发光二极管。
背景技术
红外发光二极管是一种能发出红外线的二极管，应用于安全监控、穿戴式装置、红外线通信、红外线遥控装置、传感器用光源及夜间照明等领域，特别是气体检测领域。由于倒装技术具有提升发光效率、提升散热性能、提升封装可靠性及良率的优势，倒装技术成为一种重要的芯片技术。
在常见的红外光的三元外延系统中，P型半导体层通常为P型AlGaAs材料，用现行的倒装键合技术去做，透明键合层SiO2材料与外延AlGaAs材料附着度很差，去除衬底后，外延层容易从透明键合层上脱落，导致键合良率极低，甚至无法实现键合。另外红外光的三元外延系统的台面蚀刻需要使用湿蚀刻方式，而目前红光倒装工艺使用的是干蚀刻方式，这也是不适用的。在不改变红外光的外延层的组成的情况下，无法实现目前红外光倒装工艺的制作。
发明内容
鉴于以上问题，本发明通过改变红光外延结构中的活性层为红外光外延结构的活性层，其余外延结构套用红光的外延结构，无需变更目前的倒装工艺流程，就可以实现红外光的倒装工艺，具有一定的实用性。
为了实现上述目的，本发明提供一种红外发光二极管，其特征在于，具备：半导体发光系列，该半导体发光系列具有交替地层叠阱层和垒层的量子阱结构的活性层、夹持所述活性层的第1波导层和第2波导层、以及隔着所述第1波导层和第2波导层夹持所述活性层的第1覆盖层和第2覆盖层；所述第1波导层和第2波导层由组成式为(AlX3Ga1-X3)Y1In1-Y1P(其中0≤X3≤1、0＜Y1≤1)的化合物半导体组成。
优选地，所述阱层由组成式为(InX1Ga1-X1)As的化合物半导体构成，垒层由组成式为(AlX2Ga1-X2)As的化合物半导体构成，其中0≤X1≤1、0≤X2≤1。
优选地，所述第1和第2覆盖层由组成式为(AlX4Ga1-X4)Y2In1-Y2P的化合物半导体组成，其中0≤X4≤1、0＜Y2≤1。
优选地，还具备在所述半导体发光系列上的电流扩展层，所述电流扩展层为GaP。
优选地，还具备与所述电流扩展层接合的透明基板。
优选地，所述阱层和垒层的对数为10对以下，1对以上。
优选地，所述阱层的In的组成X1设定为0.1≤X1≤0.3。
优选地，所述阱层的厚度为4～15nm。
优选地，所述透明基板由GaP、蓝宝石或SiC构成。
优选地，所述半导体发光系列发射出的光的波长为680～1100nm。
优选地，所述电流扩展层的厚度为3～10μm。
优选地，对所述电流扩展层的表面进行粗化，形成粗化面，该粗化面的粗糙度为100～300nm。
优选地，在所述粗化面上蒸镀透明键合层，所述透明基板通过该透明键合层键合在所述电流扩展层上。
优选地，所述透明键合层的材料为SiO2材料，其厚度为1～5μm。
优选地，所述第1和或第2波导层的Al的组成X3设定为0.2≤X3≤0.8，0.3≤Y1≤0.7。
优选地，所述第1和或第2覆盖层的Al的组成X4设定为0.2≤X4≤0.8，0.3≤Y1≤0.7。
优选地，主要出光面为所述透明基板与电流扩展层接合的面的相反侧的面。
优选地，还具备第1电极和第2电极，所述第1电极和第2电极设置在发光二极管的所述主要出光面的相反侧的面。
优选地，所述第1电极和第2电极为欧姆电极。
本发明同时提供一种发光二极管封装体，包括安装基板和安装在所述安装基板上的至少一个发光二极管，所述发光二极管至少一个或多个或全部为前述的一种发光二极管。
本发明还提供一种发光装置，该发光装置具备任一项前述的发光二极管。
本发明还提供一种遥控装置，该遥控装置具备任一项前述的发光二极管。
如上所述，本发明设计的发光二极管，包括以下有益效果：
通过变更红光外延系统中的活性层部分为红外光外延系统InGaAs/AlGaAs材料，在不变更现有的倒装工艺流程的情况下，可实现红外光发光二极管的倒装工艺的制作。
附图说明
图1为本发明实施例1的发光二极管的截面示意图。
图2为本发明实施例1的发光二极管的活性层的示意图。
图3为本发明实施例1的发光二极管中使用的外延晶片的截面示意图。
图4为本发明实施例1的发光二极管中使用的接合晶片的截面示意图。
图5为使用本发明实施例1的发光二极管形成的封装体的结构示意图。
图中元件标号说明：
001 透明基板
002 透明键合层
003 电流扩展层
004 下部覆盖层
005 下部波导层
006 活性层
007 上部波导层
008 上部覆盖层
009 第一电极
010 第二电极
011 阱层
012 垒层
013 GaAs基板
014 缓冲层
015 腐蚀截止层
016 接触层
10 发光二极管
1 化合物半导体层
2 半导体发光系列
30 安装基板
301 第一电极端子
302 第二电极端子
303 第一结合部
304 第二结合部
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施例加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例1
本发明提供如下一种发光二极管10，如图1所示的剖面示意图，其包括如下堆叠层：001：透明基板；002：透明键合层；003：电流扩展层；004：下部覆盖层；005：下部波导层；006：活性层；007：上部波导层；008：上部覆盖层；009：第一电极；010：第二电极。
下面针对各结构堆叠层进行详细描述。
化合物半导体层1，也称为外延生长层，如图3所示，具有依次层叠有PN结型的半导体发光系列2和电流扩展层003的结构。在该化合物半导体层1的结构中，还包括其他公知的功能层，例如用于降低欧姆电极的接触电阻的接触层，用于使发光二极管的驱动电流在整个平面内扩散的n型电流扩展层。再者，化合物半导体层1优选为在GaAs基板上外延生长形成的层。
本实施例中的主要出光面为所述透明基板001与电流扩展层003接合的面的相反侧的面。
透明基板001通过透明键合层002键合在化合物半导体层1的与主要的光取出面相反侧的面上。本实施例中的透明键合层为SiO2材料，通过蒸镀在电流扩展层003上形成透明键合层002。该透明基板001具有足以机械性地支撑半导体发光系列2的强度，并且能透过从半导体发光系列2射出的光，由相对于来自活性层006的发光波长在光学上透明的材料构成。另外，优选耐湿性优异的化学上稳定的材质，例如优选采用不含有容易腐蚀的Al等的材质。
透明基板001为热膨胀系数与半导体发光系列2接近、耐湿性性能优异的基板，优选导热性能良好的GaP、SiC或蓝宝石衬底。为了能够以充分的机械强度支撑半导体发光系列2，透明基板的厚度优选为50μm以上。另外，为了便于在向化合物半导体层1键合后对透明基板001的机械加工，优选为厚度不超过300μm的厚度。本实施例中，优选透明基板001为蓝宝石基板。
半导体发光系列2，如图1所示，由在电流扩展层003上至少依次层叠p型的下部覆盖层(第1覆盖层)004、下部波导层005、活性层006、上部波导层007、n型的上部覆盖层(第2覆盖层)008而构成。为了得到高强度的发光，优选半导体发光系列2形成为：为了将载流子限制在活性层006里发光而含有在活性层006的下侧和上侧对峙地配置的下部覆盖层004、下部波导层005和上部波导层007、上部覆盖层008的双异质结结构。
活性层006，如图所示2，为了可调节发光二极管的发光波长，形成量子阱结构。即活性层006为在两端具有垒层012、阱层011与垒层012的多层结构。在将一个阱层011和一个垒层012作为一对的对层的情况下，5对的对层数的量子阱结构由5层阱层011和6层垒层012构成的。
活性层006的层厚优选为0.02～2μm的范围。活性层006的传导类型没有特别的限定，无掺杂、p型和n型的任一种都可以选择。为了提高发光效率，优选为结晶性良好的无掺杂或低于3*1017cm-3的载流子浓度。通过活性层006的结晶性提高可减少外延生长的缺陷，可抑制外延缺陷中光的吸收，从而提高发光效率。
阱层011由组成式为InX1Ga1-X1As(0≤X1≤1)的化合物半导体构成。In的组成优选为0.1≤X1≤0.3。通过将阱层011的In组成X1设为该范围，可以实现发光二极管的发光波长在680～1100nm的范围内。固定阱层011的厚度，阱层011In的组成(X1)越高，发光波长就越长。
阱层011的层厚为3～30nm的范围较合适，优选为4～15nm的范围。
垒层012由组成式为(AlX2Ga1-X2)As(0≤X2≤1)的化合物半导体构成。为了防止光在垒层012的吸收，优选垒层012的带隙比阱层的大。另外，垒层012从结晶性的角度出发考虑，优选Al的浓度低。因此，垒层012的Al的组成优选为0.05～0.5的组成。
垒层012的层厚优选与阱层011的层厚相等或比阱层011的层厚厚。通过使垒层012的层厚在产生隧道效应的范围内充分地增厚，兼顾隧道效应所引起的阱层011的结合和扩展的限制，载流子的封入效果增大，电子和空穴的发光再结合概率变大，能够提高发光效率。
在本发明的发光二极管中，阱层011和垒层012的多层结构中，交替层叠阱层011和垒层012的对数为10对层以下，为1对层也可以。即优选在活性层006中包含0～10层的阱层011。多量子阱结构的活性层的情况下，量子阱层的数量越少，电子和空穴被封入的区域变得越窄，电子和空穴的发光再结合的概率变高；另外，由于阱层011和垒层012之间存在晶格失配，如果对层数过多，则由于晶体缺陷的产生，发光效率会降低。因此，优选阱层011和垒层012的对层数在10对以下。
活性层006与下部覆盖层004或上部覆盖层008的结合面积优选为20000～90000μm2。
下部波导层005和上部波导层007分别被设置在活性层006的下面和上面。具体地讲，在活性层006的下面设置有下部波导层005，并在活性层006的上面设置有上部波导层007。
下部波导层005和上部波导层007由(AlX3Ga1-X3)Y1In1-Y1P(0≤X3≤1、0＜Y1≤1)化合物半导体组成，其中Al的组成X3优选为带隙与垒层相等或比其大的组成，优选为0.2～0.8的范围，Y1优选为0.3～0.7的范围。
下部波导层005和上部波导层007分别是为了降低下部覆盖层004和上部覆盖层008与活性层006之间的缺陷的传播而设置的。下部波导层005和上部波导层007的层厚优选为10nm以上，更优选为20nm～100nm。
下部波导层005和上部波导层007的传导类型没有特别的限定，无掺杂、p型和n型的任一种都可以选择。为了提高发光效率，优选结晶性良好的无掺杂或低于3*1017cm-3的载流子浓度。
下部覆盖层004和上部覆盖层008，如附图1所示，分别被被配置在下部波导层005的下面和上部波导层007的上面。下部覆盖层004和上部覆盖层008由(AlX4Ga1-X4)Y2In1-Y2P(0≤X4≤1、0＜Y2≤1)的化合物半导体组成，优选带隙比垒层大的材质，更优选带隙比下部波导层004和上部波导层006大的材质。为了满足上述条件，优选具有(AlX4Ga1-X4)Y2In1-Y2P的Al组成X4为0.2～0.8的组成。另外，Y2优选为0.3～0.7。X4在作为覆盖层发挥功能，并且相对于发光波长透明的范围选择，由于覆盖层为厚膜，因此从与基板的晶格匹配的观点出发，Y2优选为能够进行优质的晶体生长的范围。
下部覆盖层004和上部覆盖层008以极性不同的方式组成。下部覆盖层004和上部覆盖层008的载流子浓度以及厚度，可以采用公知的合适的范围，优选将条件最佳化，使得活性层006的发光效率可以提高。另外，通过控制下部覆盖层004和上部覆盖层008的组成，可以使化合物半导体层1的翘曲降低。
具体地讲，作为下部覆盖层004，优选使用例如由掺杂Mg的p型的(AlX4aGa1-X4a)Y2aIn1-Y2aP(0.2≤X4a≤0.8、0.3＜Y2a≤0.7)构成的半导体材料。另外，载流子浓度优选为7*1017～3*1018cm-3的范围，层厚优选为0.1～1μm的范围。
另一方面，作为上部覆盖层008，优选使用例如由掺杂Si的n型的(AlX4bGa1-X4b)Y2bIn1-Y2bP(0.2≤X4b≤0.8、0.3＜Y2b≤0.7)构成的半导体材料。另外，载流子浓度优选为7*1017～3*1018cm-3的范围，层厚优选为0.1～1μm的范围。
下部覆盖层004和上部覆盖层008的极性可以结合化合物半导体的元件结构进行选择。
另外，在半导体发光系列2的构成层的上方，可以设置用于降低欧姆电极的接触电阻的接触层、用于使元件驱动电流在整个半导体发光系列平面性地扩散的电流扩散层、相反地用于限制元件驱动电流流通区域的电流阻止层等公知的层结构。
电流扩展层003，设置在半导体发光系列2的下方、该电流扩展层003可使化合物半导体层1在GaAs基板上外延生长时因活性层006而产生的应变减小。
电流扩展层003可以应用相对于来自活性层006的发光波长透明的材料，例如GaP。电流扩展层003的厚度优选为3～10μm的范围。因为电流扩展层003的厚度为3μm以下时，电流扩展不充分，如果电流扩展层003的厚度为10μm以上时，发光二极管的制作成本会增大。
电流扩展层003利用溶液蚀刻的方式进行粗化，粗化后形成不规则的锥状表面。通过蒸镀的方式在粗化面上形成透明键合层002。通过对电流扩展层003进行粗化，粗化处理后电流扩展层003与透明键合层002的键合效果较好。本实施例中的透明键合层为SiO2，厚度为1～5μm。化合物半导体层1通过透明键合层002键合在透明基板001上。
第1电极009和第2电极010设置在发光二极管的所述主要出光面的相反侧的面。所述第1电极和第2电极为欧姆电极。其中第1电极(n型欧姆电极)被设置在上部覆盖层008的上方，可以使用由例如AuGe、Ni合金/Au形成的合金。另一方面，第2电极(P型欧姆电极)可以在露出的电流扩展层003的表面使用由AuBe/Au、或AuZn/Au形成的合金。
在本实施例的发光二极管中，优选将作为第2电极的P型欧姆电极010形成于电流扩展层003上，即由p型GaP构成的电流扩展层上，可得到良好的欧姆接触，因此可以降低工作电压。
下面对实施例1中所述发光二极管的制作方法进行说明。
首先，如图3所示，在生长衬底GaAs基板上013上形成化合物半导体层1。该化合物半导体层1包括依次层叠的由GaAs构成的缓冲层014、为了在选择蚀刻中利用而设置的腐蚀截止层015、掺杂Si的n型的(AlX5Ga1-X5)Y3In1-Y3P(0≤X5≤1、0＜Y3≤1)构成的接触层016、n型的上部覆盖层008、上部波导层007、活性层006、下部波导层005、P型的下部覆盖层004、由掺杂Mg的P型GaP构成的电流扩展层003。
GaAs基板013可以使用由公知的制法制作的市场上销售的单晶基板。GaAs基板013进行外延生长的表面优选是平滑的。从品质的稳定性方面出发，优选：GaAs基板013的表面的面取向为容易外延生长并量产的(100)面以及从(100)在±20°以内偏移的基板。而且，更优选的GaAs基板013的面取向的范围为从(100)方向向(0-1-1)方向偏移15°±5°。
为了使长在GaAs基板013上的化合物半导体的晶体质量好，优选GaAs基板013的位错密度低。具体地讲，例如，希望为10000个cm-2以下，优选的为1000个cm-2以下。GaAs基板为n型的，一般掺杂Si，优选其载流子浓度为1*1017～5*1018cm-3的范围。
GaAs基板013的厚度根据基板的尺寸有适当的范围。如果GaAs基板013的厚度比较薄，则在化合物半导体的制作过程中容易发生龟裂。另一方面，GaAs基板013的厚度过厚，则材料的成本会增加。因此，在GaAs基板013的尺寸大的情况下，例如，直径为75mm的情况下，为了防止制作过程中的开裂，优选GaAs基板013的厚度为250～500μm的厚度。同样地，在直径为50mm的情况下，优选为200～400μm的厚度，在直径为100mm的情况下，优选为350～600μm的厚度。
通过根据GaAs基板013的基板尺寸来增厚基板的厚度，可以降低起因于活性层006的化合物半导体层1的翘曲。外延生长中的温度分布变得均匀，因此可以提升活性层的面内的波长分布的均匀性。
缓冲层014是为了降低GaAs基板013和半导体发光系列2的构成层的缺陷的传播而设置的。缓冲层014的材质优选为与进行外延生长的基板相同的材质。因此，在本实施例中，缓冲层014优选为与GaAs基板013的同样的材质GaAs。另外，为了降低缺陷的传播，缓冲层014也可以使用由不同于GaAs基板的材质构成的多层膜。缓冲层014的厚度优选为0.1μm以上，更优选为0.2μm以上。
接触层016是为了降低与电极的接触电阻而设置的。优选接触层016的材质为带隙比活性层006大的材质，可以很好地使用AlGaInP。另外，接触层016的载流子浓度的下限值，为了降低与电极的接触电阻而优选为5*1017cm-3以上，更优选为1*1018cm-3以上。载流子浓度的上限值优选为容易引起结晶性降低的2*1019cm-3以下。接触层016的厚度优选为0.5μm以上，最佳为1μm以上。接触层016的厚度的上限值没有特别限定，但为了将外延生长的成本设在适当范围而优选为5μm以下。
然后，如图4所示，通过溶液蚀刻的方式，在化合物半导体层1的电流扩展层003的表面进行粗化，形成粗化面；在粗化面的表面蒸镀透明键合层002，本实施例中，所述透明键合层材料为SiO2，厚度为2μm，所述透明键合层002在沉积后经抛光处理，形成平坦面；将上述结构键合至透明基板001上，本实施例中，所述透明基板001为蓝宝石基板。
接着外延生长衬底GaAs基板013和缓冲层014以及腐蚀截止层015经过减薄、化学腐蚀去除，露出接触层016，在接触层016上方制作第一电极009；对于接触层016，上部覆盖层008、上部波导层007、活性层006、下部波导层005、P型的下部覆盖层004的规定范围选择性地蚀刻去除，使电流扩展层003漏出，在该露出的电流扩展层003上形成第二电极010。
最后，通过研磨减薄透明基板，激光切割形成独立的发光二极管。
另外，本发明同时提供如图5所示的封装体，至少本发明实施例1中的一个发光二极管安装到安装基板30上，安装基板30为绝缘性基板，安装基板30的一表面具有电隔离的第一电极端子301和第二电极端子302。发光二极管10位于安装基板30的一表面上，发光二极管10的第一电极009和第二电极010分别通过第一结合部303和第二结合部304与第一电极端子301和第二电极端子302连接。第一结合部303和第二结合部304包括但不限于是焊料，如共晶焊或回流焊料。
使用具体的实施例来说明本发明的效果。本发明并不限定于这些实施例。
在本实施例中，具体地说明本发明设计的发光二极管的例子。在本实施例中制成的发光二极管，是具有由InGaAs构成的阱层和由AlGaAs构成的垒层的量子阱结构构成的活性层的红外发光二极管。在本实施例中，使在GaAs基板上生长的化合物半导体层和透明基板结合制成发光二极管。
实施例1的发光二极管，活性层和覆盖层的结合面积为60000μm2(300μm*200μm)。
实施例1中的发光二极管，首先，在由掺杂Si的n型的GaAs单晶构成的GaAs基板上，依次层叠化合物半导体层制成发光波长为830nm的外延晶片。GaAs基板，以从(100)面向(0-1-1)方向倾斜了15°的面为生长面，载流子浓度设为2*1018cm-3。另外，GaAs的基板的厚度约为0.5μm。作为化合物半导体层，包含：由未掺杂Si的GaAs构成的缓冲层、由Ga0.5In0.5P构成的腐蚀阻止层、由掺杂Si的(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P构成的n型的接触层、由掺杂Si的Al0.5In0.5P构成的n型的上部覆盖层、由(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P构成的上部波导层、由In0.2Ga0.8As/Al0.2Ga0.8P的对构成的阱层/垒层、由(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P构成的下部波导层、由掺杂Mg的Al0.5In0.5P构成的p型的下部覆盖层、由(Al0.4Ga0.6)0.5In0.5P构成的薄膜的中间过渡层和由掺杂Mg的P型GaP构成的电流扩展层。
在本实施例中，采用有机金属化学气相沉积装置(MOCVD装置)，在直径为100mm、厚度为350μm的GaAs基板上外延生长化合物半导体层，形成了外延晶片。在生长外延生长层时，作为Ⅲ族构成元素的原料，使用三甲基铝((CH3)3Al)、三甲基镓((CH3)3Ga)和三甲基铟((CH3)3In)。作为Mg的掺杂原料，使用双环戊二烯基镁(bis-(C5H5)2Mg)。作为Si的掺杂原料，使用乙硅烷(Si2H6)。另外，作为Ⅴ族构成元素的原料，使用了磷烷(PH3)和砷烷(AsH3)。作为各层的生长温度，由P型GaP构成的电流扩展层在750℃以上生长，其他各层在680～750℃生长。
由GaAs构成的缓冲层，其厚度约为0.3μm。接触层，载流子浓度设为1*1018cm-3、层厚设为约3μm。上部覆盖层，载流子浓度设为约1*1018cm-3、层厚约为0.5μm。上部波导层为未掺杂且其层厚约为80nm。阱层是未掺杂且层厚约为5.5nm的In0.2Ga0.8As，垒层为未掺杂的且层厚约为15nm的Al0.2Ga0.8As。下部波导层为未掺杂且层厚为0.2μm。下部覆盖层载流子浓度为1.5*1018cm-3、层厚约为0.4μm。中间层载流子浓度为1*1018cm-3，由GaP构成的电流扩展层，载流子浓度为4*1018cm-3，厚度约为8μm。
接着，通过溶液蚀刻的方式，在化合物半导体层的电流扩展层GaP的表面进行粗化，形成粗化面；在粗化面的表面蒸镀透明键合层SiO2，其厚度为2μm，所述透明键合层在沉积后经抛光处理，形成平坦面；将上述结构键合至透明蓝宝石基板上。
接着，经过减薄、化学腐蚀去除外延生长衬底GaAs基板和缓冲层以及腐蚀截止层，露出接触层，在接触层上方制作第1电极；通过光刻掩膜的方式，选择性地蚀刻去除部分的上部覆盖层、上部波导层、活性层、下部波导层和P型的下部覆盖层，使电流扩展层露出，在该露出的电流扩展层上形成第2电极。
最后，通过研磨减薄蓝宝石基板和激光切割，形成独立的发光二极管芯片。
实验结果发现，去除衬底后，外延层与键合层之间附着性好，通过键合层稳定的连接到透明基板上。
实施例2
与实施例1的区别在于，本实施例中将上部波导层和下部波导层的材料设为AlGaAs，除此之外以实施例1相同的条件进行发光二极管的制作。
对该实施例1和2的发光二极管进行光电性能测试，其特性结果示于下表1。
表1
在实施例1中，在n型和p型欧姆电极间流通了电流，发射出峰发光波长为830nm的红外光。另外，如表1所示，在实施例1中，正向流通5毫安(mA)的电流时的正向电压(Vf)，反映构成化合物半导体层的电流扩展层和透明基板的接合界面的低电阻特性和各欧姆电极的良好的欧姆接触特性，其Vf1为1.95V。正向电流设为5mA时发光的输出功率(P0)为2mW。对实施例2中发光二极管进行测试，正向电流为5mA时，其发光输出功率(P0)和正向电压(Vf1)分别为1mW，3.0V。实验结果显示，波导层为AlInP时，相对于使用AlGaAs作为波导层，其光输出功率(P0)较高，正向电压(Vf1)较低，这是由于在覆盖层AlGaInP上外延生长波导层AlGaAS时，其界面上会产生缺陷，从而影响发光二极管的发光效率和正向电压。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (20)

1.一种红外发光二极管，其特征在于，具备：
半导体发光系列，该半导体发光系列具有交替地层叠阱层和垒层的量子阱结构的活性层、夹持所述活性层的第1波导层和第2波导层、以及隔着所述第1波导层和第2波导层夹持所述活性层的第1覆盖层和第2覆盖层；
所述第1波导层和第2波导层由组成式为(AlX3Ga1-X3)Y1In1-Y1P的化合物半导体组成，其中0≤X3≤1、0＜Y1≤1；
电流扩展层，设置于所述半导体发光系列上，所述电流扩展层的表面形成粗化面；
透明键合层，设置在所述电流扩展层的粗化面上；及
透明基板，通过该透明键合层键合在所述电流扩展层上。
2.根据权利要求1所述的一种红外发光二极管，其特征在于，所述阱层由组成式为(InX1Ga1-X1)As的化合物半导体构成，垒层由组成式为(AlX2Ga1-X2)As的化合物半导体构成，其中0≤X1≤1、0≤X2≤1。
3.根据权利要求1所述的一种红外发光二极管，其特征在于，所述第1和第2覆盖层由组成式为(AlX4Ga1-X4)Y2In1-Y2P的化合物半导体组成，其中0≤X4≤1、0＜Y2≤1。
4.根据权利要求1所述的一种红外发光二极管，其特征在于，所述电流扩展层为GaP。
5.根据权利要求1所述的一种红外发光二极管，其特征在于，所述阱层和垒层的对数为10对以下，1对以上。
6.根据权利要求2所述的一种红外发光二极管，其特征在于，所述阱层的In的组成X1设定为0.1≤X1≤0.3。
7.根据权利要求1所述的一种红外发光二极管，其特征在于，所述阱层的厚度为4～15nm。
8.根据权利要求1所述的一种红外发光二极管，其特征在于，所述透明基板由GaP、蓝宝石或SiC构成。
9.根据权利要求1所述的一种红外发光二极管，其特征在于，所述半导体发光系列发射出的光的波长为680～1100nm。
10.根据权利要求4所述的一种红外发光二极管，其特征在于，所述电流扩展层的厚度为3～10μm。
11.根据权利要求4所述的一种红外发光二极管，其特征在于，所述电流扩展层的粗化面的粗糙度为100～300nm。
12.根据权利要求1所述的一种红外发光二极管，其特征在于，所述透明键合层的材料为SiO2材料，其厚度为1～5μm。
13.根据权利要求1所述的一种红外发光二极管，其特征在于，所述第1和第2波导层的组成式X3、Y1设定为0.2≤X3≤0.8，0.3≤Y1≤0.7。
14.根据权利要求3所述的一种红外发光二极管，其特征在于，所述第1和第2覆盖层的组成式X4、Y2设定为0.2≤X4≤0.8，0.3≤Y2≤0.7。
15.根据权利要求1所述的一种红外发光二极管，其特征在于，主要出光面为所述透明基板与电流扩展层接合的面的相反侧的面。
16.根据权利要求15所述的一种红外发光二极管，其特征在于，还具备第1电极和第2电极，所述第1电极和第2电极设置在发光二极管的主要出光面的相反侧的面。
17.根据权利要求16所述的一种红外发光二极管，其特征在于，所述第1电极和第2电极为欧姆电极。
18.一种发光二极管封装体，包括安装基板和安装在所述安装基板上的至少一个红外发光二极管，其特征在于，所述发光二极管至少一个或多个或全部为权利要求1-17中任一项所述的红外发光二极管。
19.一种发光装置，其特征在于，具备权利要求1～17的任一项所述的红外发光二极管。
20.一种遥控装置，其特征在于，具备权利要求1～17的任一项所述的红外发光二极管。
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