[發明專利]紅外發光二極管

有效

• 申請號: 201610403930.0
• 申請日: 2016-06-12
• 公開（公告）號: CN105870227B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 黃俊凱;吳俊毅;王篤祥;吳超瑜;王進
• 申請（專利權）人: 天津三安光電有限公司
• 主分類號: H01L31/0304
• 分類號: H01L31/0304;H01L31/0352
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于光電子技術領域，具體涉及一種改善電流擴散、提高發光效率的紅外發光二級管。

背景技術

紅外發光二極管由于其特定的波段，以及低功耗和高可靠性，被廣泛應用于安全監控、穿戴式裝置、空間通信、遙控、醫療器具、傳感器用光源及夜間照明等領域。

一般使用InGaAs作為活性層之多量子阱結構，發光峰波長在900nm以上的紅外光發光二極管，覆蓋層多使用非直接能隙的AlGaAs，其中Al屬于活性大、容易氧化的原子，同時材料電阻率較高，使得電流擴散以及組件抗靜電耐性較差。

發明內容

針對前述問題，本發明提出一種具有低帶隙覆蓋層的紅外發光二極管，其以砷化鎵GaAs或者砷化銦鎵In_xGa_1-xAs作為覆蓋層，相較于AlGaAs材料，砷化鎵或砷化銦鎵具備較低的電阻率，而且不含有容易氧化的Al成份，應用在覆蓋層時，可以提高電流的橫向傳導，具有較佳的電流擴散效果。

本發明解決上述問題的技術方案為：一種紅外發光二極管，包括：第一型覆蓋層、活性層、第二覆蓋層，所述第一覆蓋層為In_xGa_1-xAs，其中In組分為0%≦X≦5%，各層間的晶格匹配差異△a₀<3800ppm。

進一步地，所述第一覆蓋層的厚度為1~20微米。

進一步地，所述第二覆蓋層為In_yGa_1-yAs，其中In組分為0%≦y≦5%，各層間的晶格匹配差異△a₀<3800ppm。

在本發明的一個較佳實施例中，一種紅外發光二極管，其自上而下包括P型歐姆電極、接觸層、P型覆蓋層、活性層、N型覆蓋層、緩沖層、GaAs襯底、N型歐姆電極，其特征為采用In_xGa_1-xAs作為N型覆蓋層及P型覆蓋層，或是兩者其一，優點在于采用In_xGa_1-xAs作為覆蓋層時，其材料低電阻值可有效提升電流擴散，并降低電壓以及提高發光效率。

在本發明的另一個較佳實施例中，一種紅外發光二極管，其自上而下包括N型歐姆電極、N型接觸層、N型覆蓋層、量子阱活性層、P型覆蓋層、P型接觸層、金屬鍵合層、Si襯底、N型歐姆電極，其特征為采用In_xGa_1-xAs作為N型覆蓋層及P型覆蓋層，或是兩者其一。

進一步地，N型覆蓋層以及P型覆蓋層的厚度介于1~20微米之間，在此厚度范圍的組件，其抗靜電耐性較佳。

進一步地，當采用砷化銦鎵作為P型覆蓋層和/或N型覆蓋層時，活性層的發光峰波長在930nm以上，高于砷化銦鎵材料光吸收最大波長910nm。

進一步地，活性層采用多量阱結構，其中阱層使用(In_XGa_1-X)As或(Al_X1Ga_1-X1)_Y1In_1-Y1As材料，與襯底相比為壓應變，其厚度為d1，再透過勢壘層(Al_X1Ga_1-X1)As_X2P_1-X2或(Al_X1Ga_1-X1)_Y2In_1-Y2P施以與阱層相反的應變，其厚度為d2，藉由互相堆棧不同應變的兩種材料形成量子阱結構，在分別控制d1及d2的情況下，可以使得總應變量互相調和，最終量子阱晶格與襯底GaAs互相匹配，有效改善晶格錯位，減少差排缺陷產生，進而提高結構的發光效率。

本發明至少具有以下有益效果：

一、砷化鎵及砷化銦鎵材料具有較低的能隙值和較低的電阻率，可以降低組件的串聯電阻，其電壓值較低，并加強電流橫向擴散，提高發光效率。

二、砷化鎵及砷化銦鎵材料可以阻隔可見光發出組件，在組件點亮發光時，不會看件微弱的紅色光，改善紅外發光二極管的紅爆現象。

本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

附圖說明