[發(fā)明專利]一種高濃度Te摻雜的發(fā)光二極管外延方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410551209.7
• 申請(qǐng)日: 2014-10-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104332536A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林志偉;陳凱軒;張永;卓祥景;姜偉;楊凱;蔡建九;白繼鋒;劉碧霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門(mén)乾照光電股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/04
• 分類號(hào): H01L33/04;H01L33/12;H01L33/28
• 代理公司: 廈門(mén)市新華專利商標(biāo)代理有限公司 35203
• 代理人: 廖吉保;唐紹烈

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)光二極管技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種高濃度Te摻雜的發(fā)光二極管外延方法。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管具有低功耗、尺寸小和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用，然而，現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)亮度較高、發(fā)光效率較好的發(fā)光二極管要求提高。采用金屬有機(jī)化合物氣相外延生長(zhǎng)具有量子阱的外延結(jié)構(gòu)能取得較高的內(nèi)量子效率；而采用金屬反射鏡及表面粗化等倒置結(jié)構(gòu)的芯片制作方法，明顯地提升發(fā)光二極管的外量子效率。

然而，采用倒置芯片結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致置于有源層底部的第一導(dǎo)電型反轉(zhuǎn)至有源層的頂部。對(duì)于傳統(tǒng)發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的第一型電流擴(kuò)展層一般采用Si元素作為摻雜源，而在發(fā)短波長(zhǎng)光的發(fā)光二極管中，Si雜質(zhì)顯現(xiàn)出吸收部分有源層發(fā)出的光，置于有源層上的Si雜質(zhì)吸光效應(yīng)更明顯。

采用Te元素代替Si元素作為第一型電流擴(kuò)展層摻雜能改善雜質(zhì)的吸光，有效提高發(fā)光二極管的外量子效率。但是Te元素受限于自身的物理、化學(xué)特性，在外延生長(zhǎng)過(guò)程Te雜質(zhì)通入量大的情況下，極易導(dǎo)致外延層晶體質(zhì)量變差。而Te雜質(zhì)通入量小，存在電流擴(kuò)展效果差的問(wèn)題。有鑒于此，本發(fā)明為克服所述缺陷，提出一種提高Te雜質(zhì)的并入效率，又能提高外延晶體質(zhì)量的外延結(jié)構(gòu)及生長(zhǎng)方法，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高濃度Te摻雜的發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)制作方法，以減少雜質(zhì)對(duì)短波長(zhǎng)光的吸收，有效提高發(fā)光二極管的發(fā)光效率。

為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案為：

一種高濃度Te摻雜的發(fā)光二極管外延方法，包括以下步驟：

步驟一、在襯底上分別形成緩沖層、腐蝕阻擋層、粗化層，在粗化層外延生長(zhǎng)結(jié)束前降低生長(zhǎng)溫度；

步驟二、在粗化層上外延第一型電流擴(kuò)展層的第一層結(jié)構(gòu)；

步驟三、在第一型電流擴(kuò)展層第一層結(jié)構(gòu)上外延生長(zhǎng)第一組超晶格；

步驟四、在第一組超晶格上外延生長(zhǎng)第一型電流擴(kuò)展層第二層結(jié)構(gòu)；?

步驟五、重復(fù)步驟三、四的結(jié)構(gòu)，直至在第n-1組超晶格上外延生長(zhǎng)第一型電流擴(kuò)展層第n層結(jié)構(gòu)；

步驟六、在第一型電流擴(kuò)展層第n層結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)結(jié)束后，停頓且提高反應(yīng)室壓力和加大載氣流量，以及提高外延生長(zhǎng)溫度；

步驟七、在第一型電流擴(kuò)展層第n層結(jié)構(gòu)上接著外延生長(zhǎng)第一型限制層、有源層、第二型限制層、第二型電流擴(kuò)展層。

進(jìn)一步，在粗化層外延生長(zhǎng)結(jié)束前降低生長(zhǎng)溫度，降低外延生長(zhǎng)溫度的范圍10-50℃。

進(jìn)一步，第一電流擴(kuò)展層的n組結(jié)構(gòu)層與超晶格的層與層之間的生長(zhǎng)為無(wú)停頓生長(zhǎng)。

進(jìn)一步，第一型電流擴(kuò)展層第n層結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)結(jié)束后，停頓的時(shí)間范圍為15-80秒。

進(jìn)一步，在第一型電流擴(kuò)展層第n層結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)結(jié)束后，提高外延生長(zhǎng)溫度的范圍10-80℃。

進(jìn)一步，在第一型電流擴(kuò)展層第n層結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)結(jié)束后，提高反應(yīng)室壓力的范圍10-80mbar。

進(jìn)一步，在第一型電流擴(kuò)展層第n層結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)結(jié)束后，加大載氣流量的范圍1000-3000sccm。

一種高濃度Te摻雜的發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)，在襯底上分別依次形成緩沖層、腐蝕阻擋層、粗化層、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；有源層一側(cè)設(shè)置第一型電流擴(kuò)展層，另一側(cè)設(shè)置第二型電流擴(kuò)展層；有源層與第一型電流擴(kuò)展層設(shè)置第一型限制層，而有源層與第二型電流擴(kuò)展層設(shè)置第二型限制層；第一型電流擴(kuò)展層設(shè)置為n層結(jié)構(gòu)，層結(jié)構(gòu)之間設(shè)置超晶格，且第一型電流擴(kuò)展層摻雜Te。

進(jìn)一步，第一型電流擴(kuò)展層設(shè)置為n層結(jié)構(gòu)，其n為4-10。

進(jìn)一步，超晶格由兩種不同的材料交替組成，其交替的對(duì)數(shù)為3-8對(duì)。

進(jìn)一步，超晶格的構(gòu)成材料包括AlGaInP、AlGaAs、AlGaInAs、GaAs、GaN、AlGaN、AlGaInN。

進(jìn)一步，第一型電流擴(kuò)展層的n層結(jié)構(gòu)包括由不同Al組分的三五族化合物構(gòu)成；包括由相同Al組分的三五族化合物構(gòu)成，且相鄰層結(jié)構(gòu)由不同Al組分的材料構(gòu)成。

進(jìn)一步，第一型電流擴(kuò)展層的n層結(jié)構(gòu)材料的Al組分變化趨勢(shì)包括遞減，沿有源層外延生長(zhǎng)方向的Al組分變化趨勢(shì)為減小。

進(jìn)一步，第一型電流擴(kuò)展層的n層結(jié)構(gòu)各層厚度范圍為0.5-2μm。

進(jìn)一步，第一型電流擴(kuò)展層的n層結(jié)構(gòu)各層厚度變化趨勢(shì)包括遞減，沿有源層外延生長(zhǎng)方向的厚度變化趨勢(shì)為減小。