[實(shí)用新型]一種近紅外發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320597060.7
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN203589069U
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林志偉;陳凱軒;蔡建九;張永;林志園;堯剛
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門乾照光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/30
• 分類號: H01L33/30;H01L33/62;H01L33/60;H01L33/00
• 代理公司: 廈門市新華專利商標(biāo)代理有限公司 35203
• 代理人: 廖吉保

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種近紅外發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)，尤其是指一種三五族砷磷化合物系紅外發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

近紅外發(fā)光二極管具有低功耗、尺寸小和可靠性高等特性，被廣泛應(yīng)用于通信及遙感裝置等技術(shù)領(lǐng)域。

現(xiàn)有技術(shù)中，近紅外產(chǎn)品主要為采用液相外延法生長的以AlGaAs異質(zhì)結(jié)為活性層的近紅外發(fā)光二極管，所述方法生長的近紅外二極管由于內(nèi)量子效率較低，從而使得其在功率上難以突破，難以滿足產(chǎn)品對近紅外發(fā)光二極管大功率需求。

隨著科技的發(fā)展，對近紅外發(fā)光二極管功率的需求越來越高，制造大功率近紅外發(fā)光二極管已成為發(fā)展趨勢。采用金屬有機(jī)化合物氣相外延生長具有量子阱的外延結(jié)構(gòu)能取得較高的內(nèi)量子效率。因此，提升外量子效率成為提高近紅外發(fā)光二極管發(fā)光功率的關(guān)鍵技術(shù)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種近紅外發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)，具有漫反射作用的電流擴(kuò)展層的外延結(jié)構(gòu)，明顯地提高了外量子效率，使得近紅外發(fā)光二極管能達(dá)到更大功率。

為達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案為：

一種近紅外發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)，在襯底層上依次生長第一型電流擴(kuò)展層、第一型限制層、有源層、第二型限制層及第二型電流擴(kuò)展層；第二型電流擴(kuò)展層由第一組成部分及第二組成部分組成，在第一組成部分和第二組成部分之間形成具有漫反射效果的接觸界面。

進(jìn)一步，襯底層為GaAs襯底層。

進(jìn)一步，在襯底層與第一型電流擴(kuò)展層之間生長形成腐蝕截止層。

進(jìn)一步，腐蝕截止層的材料為三五簇化合物，包括(Al_xGa_1-x)_0.5In_0.5P和Al_yGa_1-yAs，其中，0≤x≤1,?0≤y≤1。

進(jìn)一步，有源層的材料為三五簇化合物，包括GaAs、AlGaAs、InGaAs、AlGaInAs。

進(jìn)一步，第一型電流擴(kuò)展層、第一型限制層、第二型限制層及第二型電流擴(kuò)展層的材料為三五簇化合物，包括AlGaAs、AlGaInP。

進(jìn)一步，第二型電流擴(kuò)展層的第一組成部分的材料為Al_xGa_1-xAs（0.1≤x≤0.35），或者為（Al_xGa_1-x）_0.5In_0.5P（0≤x≤0.2）；第二型電流擴(kuò)展層的第二組成部分的材料為Al_yGa_1-yAs（0.35＜y≤0.5），或者為（Al_yGa_1-y）_0.5In_0.5P（0.2＜y≤0.4）。

進(jìn)一步，第二型電流擴(kuò)展層第一組成部分的厚度為2-5μm；第二型電流擴(kuò)展層第二組成部分的厚度為50-500nm，且滿足（2k+1）λ/（4n），其中，k≥0的正整數(shù)，λ為有源層發(fā)光波長，n為第二組成部分材料的折射率。

一種近紅外發(fā)光二極管的外延生長工藝，生長第二型電流擴(kuò)展層的第二組成部分采用進(jìn)入反應(yīng)室的生長氣流震蕩方法，在第一組成部分和第二組成部分之間形成具有漫反射效果的接觸界面。

進(jìn)一步，生長第二型電流擴(kuò)展層的第一組成部分和第二組成部分之間以及在生長第二組成部分區(qū)間，進(jìn)入反應(yīng)室的生長氣流較生長第一組成部分減少或增加200-300sccm。

進(jìn)一步，生長第二型電流擴(kuò)展層的第一組成部分和第二組成部分之間以及在生長第二組成部分區(qū)間，進(jìn)入反應(yīng)室的生長氣流的震蕩的次數(shù)為2-4次，且每次間隔時間20秒-40秒。

進(jìn)一步，生長第二型電流擴(kuò)展層的第二組成部分的MO源的出氣閥門，在開啟的瞬間引起的進(jìn)入反應(yīng)室的生長氣流的震蕩到進(jìn)入反應(yīng)室的生長氣流的穩(wěn)定之間的時間為0.4秒-0.8秒。

進(jìn)一步，在生長第二型電流擴(kuò)展層的第一組成部分和第二組成部分之間生長形成有停頓的界面。

進(jìn)一步，生長第二型電流擴(kuò)展層的第一組成部分和第二組成部分之間形成停頓的界面的停頓時間為5秒至30秒。

進(jìn)一步，生長第二型電流擴(kuò)展層的第二組成部分的進(jìn)入反應(yīng)室的生長氣流較生長第一組成部分的進(jìn)入反應(yīng)室的生長氣流減少或增加400-600sccm。