[發明專利]近紅外發光二極管及其制造方法

有效

• 申請號: 201410015583.5
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN103715326B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 林志偉;陳凱軒;蔡建九;張永;林志園;堯剛;姜偉
• 申請（專利權）人: 廈門乾照光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/30
• 分類號: H01L33/30;H01L33/06;H01L33/00
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 廖吉保;唐紹烈

1.近紅外發光二極管，其特征在于：在GaAs或AlGaAs襯底的頂部自下而上依次形成頂部第一型電流擴展層、頂部第一型限制層、頂部有源層、頂部第二型限制層及頂部第二型電流擴展層；

在襯底的底部自下而上依次形成第一型隧穿結、第二型隧穿結、底部第二型電流擴展層、底部第二型限制層、底部有源層、底部第一型限制層及底部第一型電流擴展層；所述第二型隧穿結采用多層膜的外延結構，第二型隧穿結的摻雜源為Mg，且摻雜濃度為2.0×10¹⁹以上。

2.近紅外發光二極管，其特征在于：在GaAs或AlGaAs襯底的頂部自下而上依次形成頂部第一型電流擴展層、頂部第一型限制層、頂部有源層、頂部第二型限制層及頂部第二型電流擴展層；

在襯底的底部自下而上依次形成底部第一型電流擴展層、底部第一型限制層、底部有源層、底部第二型限制層、底部第二型電流擴展層、第二型隧穿結、第一型隧穿結及第一型電流傳輸層；所述第二型隧穿結采用多層膜的外延結構，第二型隧穿結的摻雜源為Mg，且摻雜濃度為2.0×10¹⁹以上。

3.如權利要求1或2所述的近紅外發光二極管，其特征在于：第一型隧穿結的材料為(Al_xGa_1-x)_0.5In_0.5P三五族化合物，0≤x≤0.1，且厚度為20-80nm；第二型隧穿結的材料為Al_yGa_1-yAs三五族化合物，0≤y≤0.2，且厚度為30-90nm；AlGaAs、GaAs襯底為第一型摻雜，且摻雜濃度為1.0E+18以上。

4.如權利要求1或2所述的近紅外發光二極管，其特征在于：第二型隧穿結由n層不同Al組分的AlGaAs材料層構成，?且3≤n≤6。

5.如權利要求4所述的近紅外發光二極管，其特征在于：第二型隧穿結的n層不同Al組分的Al_yGa_1-yAs材料層由襯底往上生長方向呈Al組分含量遞增趨勢，且每一層Al組分含量遞增值為3%—6%；第二型隧穿結的n層不同Al組分的Al_yGa_1-yAs材料層的厚度由襯底往上生長方向呈厚度減薄的趨勢，且每一層厚度變為上一層厚度的40%—60%。

6.如權利要求4所述的近紅外發光二極管，其特征在于：第二型隧穿結的n層不同Al組分的Al_yGa_1-yAs材料層之間間隔一個生長停頓區間，停頓時間為15≤t≤120；生長停頓區間由襯底往上生長方向呈時間遞增趨勢，且每一個停頓區的時間為上一個停頓區時間的1.5—2倍；生長停頓區間Mg的摻雜量由襯底往上生長方向呈遞增趨勢，且每一個停頓區Mg摻雜量比上一個停頓區Mg摻雜量的增加值為30%-60%。

7.如權利要求1或2所述的近紅外發光二極管，其特征在于：頂部有源層及底部有源層的量子阱材料為AlGaInAs三五族化合物，且底部有源層禁帶寬度比頂部有源層窄0～0.007eV；構成頂部有源層及底部有源層量子壘的材料為AlGaAs三五族化合物；構成頂部第一型電流擴展層、頂部第一型限制層、頂部第二型限制層、頂部第二型電流擴展層、底部第一型電流擴展層、底部第一型限制層、底部第二型限制層及底部第二型電流擴展層的材料為AlGaAs或AlGaInP三五族化合物。

8.如權利要求1或2所述的近紅外發光二極管，其特征在于：在頂部第二型電流擴展層上依次形成第一保護層及第二保護層；其材料為三五族化合物，包括(Al_xGa_1-x)_0.5In_0.5P及Al_yGa_1-yAs；其中，第一保護層的Al組分為0.5≤x≤1,?0.5≤y≤1，第二保護層的Al組分為0≤x≤0.2,?0≤y≤0.2；第一保護層的厚度為50～200nm，第二保護層的厚度為1～20μm；頂部第二型電流擴展層的材料為磷化物材料體系，對應地，第一保護層及第二保護層的材料為砷化物材料體系；頂部第二型電流擴展層的材料為砷化物材料體系，對應地，第一保護層及二保護層的材料為磷化物材料體系。