[發(fā)明專利]近紅外發(fā)光二極管及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410015583.5
• 申請(qǐng)日: 2014-01-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103715326B
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林志偉;陳凱軒;蔡建九;張永;林志園;堯剛;姜偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門乾照光電股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/30
• 分類號(hào): H01L33/30;H01L33/06;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;唐紹烈

1.近紅外發(fā)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(kuò)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(kuò)展層；

在襯底的底部自下而上依次形成第一型隧穿結(jié)、第二型隧穿結(jié)、底部第二型電流擴(kuò)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(kuò)展層；所述第二型隧穿結(jié)采用多層膜的外延結(jié)構(gòu)，第二型隧穿結(jié)的摻雜源為Mg，且摻雜濃度為2.0×10¹⁹以上。

2.近紅外發(fā)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(kuò)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(kuò)展層；

在襯底的底部自下而上依次形成底部第一型電流擴(kuò)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(kuò)展層、第二型隧穿結(jié)、第一型隧穿結(jié)及第一型電流傳輸層；所述第二型隧穿結(jié)采用多層膜的外延結(jié)構(gòu)，第二型隧穿結(jié)的摻雜源為Mg，且摻雜濃度為2.0×10¹⁹以上。

3.如權(quán)利要求1或2所述的近紅外發(fā)光二極管，其特征在于：第一型隧穿結(jié)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(jié)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(quán)利要求1或2所述的近紅外發(fā)光二極管，其特征在于：第二型隧穿結(jié)由n層不同Al組分的AlGaAs材料層構(gòu)成，?且3≤n≤6。

5.如權(quán)利要求4所述的近紅外發(fā)光二極管，其特征在于：第二型隧穿結(jié)的n層不同Al組分的Al_yGa_1-yAs材料層由襯底往上生長(zhǎng)方向呈Al組分含量遞增趨勢(shì)，且每一層Al組分含量遞增值為3%—6%；第二型隧穿結(jié)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(zhǎng)方向呈厚度減薄的趨勢(shì)，且每一層厚度變?yōu)樯弦粚雍穸鹊?0%—60%。

6.如權(quán)利要求4所述的近紅外發(fā)光二極管，其特征在于：第二型隧穿結(jié)的n層不同Al組分的Al_yGa_1-yAs材料層之間間隔一個(gè)生長(zhǎng)停頓區(qū)間，停頓時(shí)間為15≤t≤120；生長(zhǎng)停頓區(qū)間由襯底往上生長(zhǎng)方向呈時(shí)間遞增趨勢(shì)，且每一個(gè)停頓區(qū)的時(shí)間為上一個(gè)停頓區(qū)時(shí)間的1.5—2倍；生長(zhǎng)停頓區(qū)間Mg的摻雜量由襯底往上生長(zhǎng)方向呈遞增趨勢(shì)，且每一個(gè)停頓區(qū)Mg摻雜量比上一個(gè)停頓區(qū)Mg摻雜量的增加值為30%-60%。

7.如權(quán)利要求1或2所述的近紅外發(fā)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(gòu)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(gòu)成頂部第一型電流擴(kuò)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(kuò)展層、底部第一型電流擴(kuò)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(kuò)展層的材料為AlGaAs或AlGaInP三五族化合物。

8.如權(quán)利要求1或2所述的近紅外發(fā)光二極管，其特征在于：在頂部第二型電流擴(kuò)展層上依次形成第一保護(hù)層及第二保護(hù)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(hù)層的Al組分為0.5≤x≤1,?0.5≤y≤1，第二保護(hù)層的Al組分為0≤x≤0.2,?0≤y≤0.2；第一保護(hù)層的厚度為50～200nm，第二保護(hù)層的厚度為1～20μm；頂部第二型電流擴(kuò)展層的材料為磷化物材料體系，對(duì)應(yīng)地，第一保護(hù)層及第二保護(hù)層的材料為砷化物材料體系；頂部第二型電流擴(kuò)展層的材料為砷化物材料體系，對(duì)應(yīng)地，第一保護(hù)層及二保護(hù)層的材料為磷化物材料體系。