CN117096235A - 一种红外发光二极管的外延片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种红外发光二极管的外延片及其制备方法，红外发光二极管的外延片包括依次层叠的：掺Si的GaAs衬底、n型GaAs缓冲层、n型电流扩展层、n型限制层、有源区、***层、电子阻挡层、p型限制层、p型电流扩展层、p型欧姆接触层；有源区依次包括：第一有源区、有源区***层、第二有源区；第一有源区为InGaAs阱层和AlGaAs垒层；有源区***层为包括第一位错阻挡层InGaP/AlxGa(1‑x)As组分突变层及AlxGa(1‑x)As缓冲层，其中x＜0.12；第二有源区周期数、结构与第一有源区相同；***层包括周期性InGaP/AlyGa(1‑y)As第二位错阻挡层，其中x＜y＜0.15。本申请提供的红外发光二极管的外延片能够改善多量子阱晶体质量，减少阱中位错数量及其向上延伸数量，提升发光效率。
Description
技术领域
本申请涉及发光二极管技术领域，尤其涉及一种红外发光二极管的外延片及其制备方法。
背景技术
红外发光二极管作为一种红外光源，广泛应用于监控夜视、红外补光、遥控器、智能家居、人脸识别、3D传感等领域，它的制程简单、工艺成熟，又具有体积小、功耗低等优点，在近距离、低功率产品应用领域有着不可替代的地位。外延片是发光二极管的发光材料，其直接决定发光二极管的发光波长、电光转化效率等光电参数，是发光二极管制备过程中的核心基础。
红外发光二极管外延片的基本结构自下而上依次为：GaAs衬底1、n型电流扩展层2、n型限制层3、有源区4、电子阻挡层5、p型限制层6、p型电流扩展层7、p型欧姆接触层8。见图1。
为了提高发光效率，一般会增加有源区多量子阱的数量来增大发光区的厚度，提高载流子辐射复合效率。然而阱材料InGaAs与垒材料AlGaAs有较大的失配系数，量子阱数量越多材料应力越大、缺陷越多导致晶体质量越差，对发光效率的提高影响有限；且积累的应力会形成更多的缺陷延伸至p型材料中，增加了漏电流的输运路径，影响产品的电性能。因此，研究更多周期的的高质量多量子阱层，提升发光效率的方法十分必要。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是：多量子阱结构的晶体质量较差，发光效率较低，缺陷、位错密度高，非辐射复合中心数量多，电子阻挡层线性位错多，对电子的阻挡作用不佳，且易形成漏电流。
为解决上述技术问题，本申请第一方面提供一种红外发光二极管的外延片，所述红外发光二极管的外延片包括依次层叠的：掺Si的GaAs衬底、n型GaAs缓冲层、n型电流扩展层、n型限制层、有源区、***层、电子阻挡层、p型限制层、p型电流扩展层、p型欧姆接触层；所述有源区依次包括：第一有源区、有源区***层、第二有源区；所述第一有源区为InGaAs阱层和AlGaAs垒层；所述有源区***层包括第一位错阻挡层InGaP/AlxGa(1-x)As组分突变层及AlxGa(1-x)As缓冲层，其中x＜0.12；所述第二有源区周期数、结构与第一有源区相同；所述***层包括周期性InGaP/AlyGa(1-y)As第二位错阻挡层，其中x＜y＜0.15。
在一些实施例中，所述n型电流扩展层的材料为n型掺杂的AlGaAs，所述n型限制层的材料为n型掺杂的AlGaAs，所述电子阻挡层的材料为AlGaAs。
在一些实施例中，所述第一位错阻挡层InGaP/AlxGa(1-x)As组分呈周期性。
在一些实施例中，所述GaAs缓冲层厚度为150-300nm，所述n型电流扩展层厚度为1500-3000nm，所述n型AlGaAs限制层厚度为250-450nm，所述InGaAs阱层厚度为4.5-8nm，所述AlGaAs垒层厚度为15-25nm，第一位错阻挡层InGaP/AlxGa(1-x)As组分突变层厚度为30-120nm，所述AlxGa(1-x)As缓冲层厚度为200-500nm，所述第二位错阻挡层厚度为30-120nm，所述电子阻挡层厚度为100-200nm、所述p型限制层厚度为250-450nm、所述p型电流扩展层厚度为6000-8000nm、所述p型欧姆接触层厚度为50-100nm。
在一些实施例中，所述有源区为第一有源区为4-8周期的InGaAs阱层和AlGaAs垒层，和/或所述有源区***层包括3-6周期的InGaP/AlxGa(1-x)As组分突变层和200-500nm厚的AlGaAs缓冲层，和/或所述***层包括包括3-6周期的InGaP/AlyGa(1-y)As第二位错阻挡层。
本公开第二方面提供一种红外发光二极管的外延片的制备方法，用于制备前述的红外发光二极管的外延片，包括：
衬底材料选用掺Si的GaAs；
在衬底上生长GaAs缓冲层；
在GaAs缓冲层上生长n型电流扩展层；
在n型电流扩展层上生长n型限制层；
在n型限制层上生长第一有源区；
在第一有源区上生长有源区***层；
在有源区***层上生长第二有源区；
在第二有源区上生长***层；
在***层上生长电子阻挡层；
在电子阻挡层上生长p型限制层；
在p型限制层上生长p型电流扩展层；
在p型电流扩展层上生长p型欧姆接触层。
在一些实施例中，所述GaAs缓冲层的生长条件为：生长温度为650℃-670℃，Ⅴ/Ⅲ为20-40，生长速率为0.5-0.7nm/s，掺杂浓度为1-1.5E18cm-3。
在一些实施例中，所述n型电流扩展层，生长条件为：生长温度660-680℃，Ⅴ/Ⅲ为20-40，生长速率为1-1.5nm/s，厚度为1500-3000nm，掺杂浓度为1-1.5E18cm-3。
在一些实施例中，所述n型限制层，生长条件为：生长温度660-680℃，Ⅴ/Ⅲ为20-40，生长速率为1-1.5nm/s，掺杂浓度为1-1.5E18cm-3。
在一些实施例中，所述第一有源区为4-8周期的InGaAs阱层和AlGaAs垒层，总厚度为78-264nm，生长条件为：生长温度650-670℃，Ⅴ/Ⅲ为20-40，阱生长速率为0.4-0.7nm/s，阱厚度为4.5-8nm，垒生长速率为1-1.5nm/s，垒厚度为15-25nm。
在一些实施例中，所述第一位错阻挡层中InGaP/AlxGa(1-x)As组分突变层生长条件为：生长温度650-670℃，Ⅴ/Ⅲ为20-40，InGaP层901生长速率为0.5-0.8nm/s，厚度为5-10nm；AlxGa(1-x)As层902生长速率为1-1.2nm/s，厚度为5-10nm。
在一些实施例中，所述AlGaAs缓冲层生长条件为生长温度650-670℃，Ⅴ/Ⅲ为20-40，生长速率为1-1.2nm/s，厚度为200-500nm。
在一些实施例中，在有源区***层上生长第二有源区，第二有源区生长条件、厚度与第一有源区相同。
在一些实施例中，所述第二位错阻挡层，包括3-6周期的InGaP/AlyGa(1-y)As，总厚度为30-120nm，生长条件为：生长温度650-670℃，Ⅴ/Ⅲ为20-40，InGaP层1001生长速率为0.5-0.8nm/s，厚度为5-10nm；AlyGa(1-y)As层1002生长速率为1-1.2nm/s，厚度为5-10nm。
在一些实施例中，所述电子阻挡层，生长条件为：生长温度660-680℃，Ⅴ/Ⅲ为20-40，阱生长速率为1-1.5nm/s，生长厚度为100-200nm。
在一些实施例中，所述p型限制层，生长条件为：生长温度660-680℃，Ⅴ/Ⅲ为20-40，生长速率为1-1.5nm/s，厚度为250-450nm，掺杂浓度为1-1.5E18cm-3。
在一些实施例中，所述p型电流扩展层，生长条件为：生长温度660-680℃，Ⅴ/Ⅲ为20-40，生长速率为1-1.5nm/s，厚度为6000-8000nm，掺杂浓度为1-1.5E18cm-3。
在一些实施例中，所述p型欧姆接触层，生长条件为：生长温度为520-550℃，Ⅴ/Ⅲ为15-25，生长速率为1-1.5nm/s，厚度为0.05-0.1nm，掺杂浓度大于7E19cm-3。
通过上述技术方案，本申请提供的红外发光二极管的外延片在量子阱中间增加***层，使位错在组分突变层的交界面处改变方向，减少位错的向上延伸，起到位错阻挡的作用，并用缓冲层改善晶体质量，打造一个优质晶格基础；进而增加MQW多量子阱的数量，加大发光区区域，提升发光效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中红外发光二极管的外延片的结构示意图；
图2是本发明中红外发光二极管的外延片的结构示意图；
图3是本发明中的有源区***层9的结构示意图，901/902为周期性InGaP/AlxGa(1-x)As第一位错阻挡层，903为AlGaAs缓冲层；
图4为本发明中的电子阻挡层前***层10的结构示意图，1001/1002为周期性InGaP/AlyGa(1-y)As第二位错阻挡层。
附图标记说明：
1、n型GaAs缓冲层；2、n型电流扩展层；3、n型限制层；4、有源区；401、第一有源区；402、第二有源区；5、电子阻挡层；6、p型限制层；7、p型电流扩展层；8、p型欧姆接触层；9、有源区***层；901/902、InGaP/AlxGa(1-x)As第一位错阻挡层；903、AlxGa(1-x)As缓冲层；10、***层；1001/1002、InGaP/AlyGa(1-y)As第二位错阻挡层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，本申请可以以许多不同的形式实现，不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
下面详细说明根据本公开提供的红外发光二极管的外延片及其制备方法。
如图2-图4所示，本公开第一方面提供一种红外发光二极管的外延片，所述红外发光二极管的外延片包括一次层叠的：掺Si的GaAs衬底、n型GaAs缓冲层1、n型电流扩展层2、n型限制层3、有源区4、***层10、电子阻挡层5、p型限制层6、p型电流扩展层7、p型欧姆接触层8；所述有源区4依次包括：第一有源区401、有源区***层9、第二有源区402；所述第一有源区401为InGaAs阱层和AlGaAs垒层；所述有源区***层9为包括第一位错阻挡层InGaP/AlxGa(1-x)As组分突变层901/902及AlxGa(1-x)As缓冲层903，其中x＜0.12；所述第二有源区周期数、结构与第一有源区相同；所述***层包括周期性InGaP/AlyGa(1-y)As第二位错阻挡层1001/1002，其中x＜y＜0.15。
对于上述提及的第一位错阻挡层InGaP/AlxGa(1-x)As组分突变层和第二位错阻挡层InGaP/AlyGa(1-y)As需要满足x＜0.12以及x＜y＜0.15，例如InGaP/AlxGa(1-x)As可以选择InGaP/Al0.1Ga0.9As，第二位错阻挡层InGaP/AlyGa(1-y)As可以选择InGaP/Al0.12Ga0.88As。
由于阱材料InGaAs与垒材料AlGaAs有较大的失配系数，量子阱401数量越多材料应力越大、缺陷越多导致晶体质量越差，对发光效率的提高影响有限，因此，在有源区4中的InGaAs/AlGaAs量子阱401中间增加有源区***层9，包括InGaP/AlxGa(1-x)As组分突变层901/902及AlxGa(1-x)As缓冲层903；使位错在组分突变层的交界面处改变方向，减少位错的向上延伸，起到位错阻挡的作用，并用缓冲层改善晶体质量，打造一个优质晶格基础；进而增加多量子阱(MQW)的数量，加大发光区区域，提升发光效率。
本申请提出的结构可生长更多周期的高质量多量子阱层，且可改善p型材料的晶体质量，起到提升发光效率、改善电性能的作用。采用的InGaP/AlGaAs组分突变超晶格，InGaP材料和AlGaAs材料所用Ⅴ族原料不同，通过生长工艺控制更易形成陡峭清晰的界面，对多量子阱中形成的缺陷位错起到阻挡作用更强；第二位错阻挡层为p型材料的生长提供了高质量的晶格基础，且对电子有一定的限制作用，将电子更多的留在多量子阱区。
为了避免量子肼数量的增多而积累的应力会形成更多的缺陷延伸至p型材料中，增加了漏电流的输运路径，影响产品的电性能。本申请在量子阱与电子阻挡层5间增加***层10，采用InGaP/AlyGa(1-y)As作为位错阻挡层1001/1002，y＞x，即可改善电子阻挡层的晶体质量进而改善p型材料的晶体质量，减少了漏电流的输运路径，减小反向电流，提升抗静电能力；又增加了对电子的阻挡能力，将电子有效限制在MQW区，提高辐射复合载流子数量，提升发光效率，并且InGaP材料可通过改变In和Ga的比例来调整材料的晶格常数，使位错阻挡层具有一定的应力，进而对阱材料积累的应力起到一定的释放作用，一定程度上减少因应力积累而引起的缺陷，进而提高材料质量。见图2-图3。
在一些实施例中，所述n型电流扩展层的材料为n型掺杂的AlGaAs，所述n型限制层的材料为n型掺杂的AlGaAs，所述电子阻挡层的材料为AlGaAs。n型掺杂的AlGaAs作为n型电流扩展层的材料，具有高电子迁移率、宽带隙、高载流子浓度。
n型电流扩展层的材料通常是n型掺杂的AlGaAs，而n型限制层的材料也可以选择n型掺杂的AlGaAs。这两个层的材料选择的优势包括：低电阻：n型掺杂的AlGaAs具有较高的载流子浓度和较高的电子迁移率，因此在n型电流扩展层和n型限制层中使用它可以实现低电阻的导电路径，减小电阻损耗。良好的晶体质量：AlGaAs材料具有良好的晶体质量和结晶性能，使用n型掺杂的AlGaAs作为材料可以确保器件的性能一致性和可靠性。
AlGaAs作为电子阻挡层的材料具有以下优势：带隙调控：通过调整AlGaAs中Al和Ga的组分比例，可以实现对带隙的调控，这使得AlGaAs可以被设计为具有特定的带隙宽度，从而实现阻挡不同能量电子的能力。高效的电子阻挡：AlGaAs具有较大的带隙，可以阻挡大部分电子的传输。
在一些实施例中，如图3所示，所述第一位错阻挡层InGaP/AlxGa(1-x)As组分901/902呈周期性。采用组分突变法生长明显、清晰的界面，形成超晶格结构；利用两层材料间的交界面，使部分位错拐弯，降低表面位错密度，有效抑制缺陷的扩散，这可以提高外延片的晶体质量和光学性能。
在一些实施例中，所述GaAs缓冲层1厚度为150-300nm，所述n型电流扩展层2厚度为1500-3000nm，所述n型AlGaAs限制层3厚度为250-450nm，所述InGaAs阱层厚度为4.5-8nm，所述AlGaAs垒层厚度为15-25nm，第一位错阻挡层InGaP/AlxGa(1-x)As组分901/902突变层厚度为30-120nm，所述AlxGa(1-x)As缓冲层903厚度为200-500nm，所述第二位错阻挡层1001/1002厚度为30-120nm，所述电子阻挡层5厚度为100-200nm、所述p型限制层6厚度为250-450nm、所述p型电流扩展层7厚度为6000-8000nm、所述p型欧姆接触层8厚度为50-100nm。本领域技术人员可以通过实际情况选择相应的各个层的厚度，在此不再赘述。
在一些实施例中，所述有源区为第一有源区401为4-8周期的InGaAs阱层和AlGaAs垒层，和/或所述有源区***层包括3-6周期的InGaP/AlxGa(1-x)As组分突变层901/902和200-500nm厚的AlGaAs缓冲层903，和/或所述***层包括包括3-6周期的InGaP/AlyGa(1-y)As第二位错阻挡层1001/1002。
本申请第二方面提供一种红外发光二极管的外延片的制备方法，用于制备前述的红外发光二极管的外延片，包括：
衬底材料选用掺Si的GaAs；
在衬底上生长GaAs缓冲层1；
在GaAs缓冲层1上生长n型电流扩展层2；
在n型电流扩展层2上生长n型限制层3；
在n型限制层3上生长第一有源区401；
在第一有源区401上生长有源区***层9；
在有源区***层9上生长第二有源区402；
在第二有源区上生长***层10；
在***层10上生长电子阻挡层5；
在电子阻挡层5上生长p型限制层6；
在p型限制层6上生长p型电流扩展层7；
在p型电流扩展层7上生长p型欧姆接触层8。
在一些实施例中，所述GaAs缓冲层1的生长条件为：生长温度为650℃-670℃，Ⅴ/Ⅲ为20-40，生长速率为0.5-0.7nm/s，掺杂浓度为1-1.5E18cm-3；上述生长条件和速率可以促进晶体生长的均匀性和晶格匹配性，从而提高外延片的生长质量。此外，控制好Ⅴ/Ⅲ比例可以保证材料的化学组分均匀性，减少晶格缺陷的形成。上述生长条件使得GaAs缓冲层具有更好的结晶性能，提高最终得到红外发光二极管外延片的质量。
在一些实施例中，所述n型电流扩展层2，生长条件为：生长温度660-680℃，Ⅴ/Ⅲ为20-40，生长速率为1-1.5nm/s，厚度为1500-3000nm，掺杂浓度为1-1.5E18cm-3，上述生长条件可使得得到的红外发光二极管外延片的质量较好。
在一些实施例中，所述n型限制层3，生长条件为：生长温度660-680℃，Ⅴ/Ⅲ为20-40，生长速率为1-1.5nm/s，掺杂浓度为1-1.5E18cm-3，上述生长条件可使得得到的红外发光二极管外延片的质量较好。
在一些实施例中，所述第一有源区401为4-8周期的InGaAs阱层和AlGaAs垒层，总厚度为78-264nm，生长条件为：生长温度650-670℃，Ⅴ/Ⅲ为20-40，阱生长速率为0.4-0.7nm/s，阱厚度为4.5-8nm，垒生长速率为1-1.5nm/s，垒厚度为15-25nm，上述生长条件可使得得到的红外发光二极管外延片的质量较好。
在一些实施例中，所述第一位错阻挡层中InGaP/AlxGa(1-x)As组分突变层901/902生长条件为：生长温度650-670℃，Ⅴ/Ⅲ为20-40，InGaP层901生长速率为0.5-0.8nm/s，厚度为5-10nm；AlxGa(1-x)As层902生长速率为1-1.2nm/s，厚度为5-10nm，上述生长条件可使得得到的红外发光二极管外延片的质量较好。
在一些实施例中，所述AlGaAs缓冲层903生长条件为生长温度650-670℃，Ⅴ/Ⅲ为20-40，生长速率为1-1.2nm/s，厚度为200-500nm，上述生长条件可使得得到的红外发光二极管外延片的质量较好。
在一些实施例中，在有源区***层9上生长第二有源区402，第二有源区402生长条件与第一有源区相同，上述生长条件可使得得到的红外发光二极管外延片的质量较好。
在一些实施例中，所述第二位错阻挡层，包括3-6周期的InGaP/AlyGa(1-y)As，总厚度为30-120nm，生长条件为：生长温度650-670℃，Ⅴ/Ⅲ为20-40，InGaP层1001生长速率为0.5-0.8nm/s，厚度为5-10nm；AlyGa(1-y)As层1002生长速率为1-1.2nm/s，厚度为5-10nm，上述生长条件可使得得到的红外发光二极管外延片的质量较好。
在一些实施例中，所述电子阻挡层5，生长条件为：生长温度660-680℃，Ⅴ/Ⅲ为20-40，阱生长速率为1-1.5nm/s，生长厚度为100-200nm，上述生长条件可使得得到的红外发光二极管外延片的质量较好。
在一些实施例中，所述p型限制层6，生长条件为：生长温度660-680℃，Ⅴ/Ⅲ为20-40，生长速率为1-1.5nm/s，厚度为250-450nm，掺杂浓度为1-1.5E18cm-3，上述生长条件可使得得到的红外发光二极管外延片的质量较好。
在一些实施例中，所述p型电流扩展层7，生长条件为：生长温度660-680℃，Ⅴ/Ⅲ为20-40，生长速率为1-1.5nm/s，厚度为6000-8000nm，掺杂浓度为1-1.5E18cm-3，上述生长条件可使得得到的红外发光二极管外延片的质量较好。
在一些实施例中，所述p型欧姆接触层8，生长条件为：生长温度为520-550℃，Ⅴ/Ⅲ为15-25，生长速率为1-1.5nm/s，厚度为0.05-0.1nm，掺杂浓度大于7E19cm-3，上述生长条件可使得得到的红外发光二极管外延片的质量较好。
虽然已经通过示例对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。
Claims (10)
1.一种红外发光二极管的外延片，其特征在于，所述红外发光二极管的外延片包括依次层叠的：掺Si的GaAs衬底、n型GaAs缓冲层、n型电流扩展层、n型限制层、有源区、***层、电子阻挡层、p型限制层、p型电流扩展层、p型欧姆接触层；
所述有源区依次包括：第一有源区、有源区***层、第二有源区；
所述第一有源区为InGaAs阱层和AlGaAs垒层；
所述有源区***层包括第一位错阻挡层InGaP/AlxGa(1-x)As组分突变层及AlxGa(1-x)As缓冲层，其中x＜0.12；
所述第二有源区周期数、结构与第一有源区相同；
所述***层包括周期性InGaP/AlyGa(1-y)As第二位错阻挡层，其中x＜y＜0.15。
2.根据权利要求1所述的红外发光二极管的外延片，其特征在于，
所述n型电流扩展层的材料为n型掺杂的AlGaAs，所述n型限制层的材料为n型掺杂的AlGaAs，所述电子阻挡层的材料为AlGaAs。
3.根据权利要求1所述的红外发光二极管的外延片，其特征在于，
所述第一位错阻挡层InGaP/AlxGa(1-x)As组分呈周期性。
4.根据权利要求1所述的红外发光二极管的外延片，其特征在于，
所述GaAs缓冲层厚度为150-300nm，所述n型电流扩展层厚度为1500-3000nm，所述n型AlGaAs限制层厚度为250-450nm，所述InGaAs阱层厚度为4.5-8nm，所述AlGaAs垒层厚度为15-25nm，第一位错阻挡层InGaP/AlxGa(1-x)As组分突变层厚度为30-120nm，所述AlxGa(1-x)As缓冲层厚度为200-500nm，所述第二位错阻挡层厚度为30-120nm，所述电子阻挡层厚度为100-200nm、所述p型限制层厚度为250-450nm、所述p型电流扩展层厚度为6000-8000nm、所述p型欧姆接触层厚度为50-100nm。
5.根据权利要求1所述的红外发光二极管的外延片，其特征在于，
所述有源区为第一有源区为4-8周期的InGaAs阱层和AlGaAs垒层，和/或，所述有源区***层包括3-6周期的InGaP/AlxGa(1-x)As组分突变层和200-500nm厚的AlGaAs缓冲层，和/或，所述***层包括包括3-6周期的InGaP/AlyGa(1-y)As第二位错阻挡层。
6.一种红外发光二极管的外延片的制备方法，用于制备权利要求1-5中任一项所述的红外发光二极管的外延片，其特征在于，包括：
衬底材料选用掺Si的GaAs；
在衬底上生长GaAs缓冲层；
在GaAs缓冲层上生长n型电流扩展层；
在n型电流扩展层上生长n型限制层；
在n型限制层上生长第一有源区；
在第一有源区上生长有源区***层；
在有源区***层上生长第二有源区；
在第二有源区上生长***层；
在***层上生长电子阻挡层；
在电子阻挡层上生长p型限制层；
在p型限制层上生长p型电流扩展层；
在p型电流扩展层上生长p型欧姆接触层。
7.根据权利要求6所述的红外发光二极管的外延片的制备方法，其特征在于，
所述GaAs缓冲层的生长条件为：生长温度为650℃-670℃，Ⅴ/Ⅴ为20-40，生长速率为0.5-0.7nm/s，掺杂浓度为1-1.5E18cm-3；
和/或，所述n型电流扩展层，生长条件为：生长温度660-680℃，Ⅴ/Ⅴ为20-40，生长速率为1-1.5nm/s，厚度为1500-3000nm，掺杂浓度为1-1.5E18cm-3；
和/或，所述n型限制层，生长条件为：生长温度660-680℃，Ⅴ/Ⅴ为20-40，生长速率为1-1.5nm/s，掺杂浓度为1-1.5E18cm-3。
8.根据权利要求6所述的红外发光二极管的外延片的制备方法，其特征在于，
所述第一有源区为4-8周期的InGaAs阱层和AlGaAs垒层，总厚度为78-264nm，生长条件为：生长温度650-670℃，Ⅴ/Ⅴ为20-40，阱生长速率为0.4-0.7nm/s，阱厚度为4.5-8nm，垒生长速率为1-1.5nm/s，垒厚度为15-25nm；
和/或，所述第一位错阻挡层中InGaP/AlxGa(1-x)As组分突变层生长条件为：生长温度650-670℃，Ⅴ/Ⅴ为20-40，InGaP层901生长速率为0.5-0.8nm/s，厚度为5-10nm；AlxGa(1-x)As层902生长速率为1-1.2nm/s，厚度为5-10nm；
和/或，所述AlGaAs缓冲层生长条件为生长温度650-670℃，Ⅴ/Ⅴ为20-40，生长速率为1-1.2nm/s，厚度为200-500nm。
9.根据权利要求6所述的红外发光二极管的外延片的制备方法，其特征在于，
在有源区***层上生长第二有源区，第二有源区生长条件、厚度与第一有源区相同。
10.根据权利要求6所述的红外发光二极管的外延片的制备方法，其特征在于，
所述第二位错阻挡层，包括3-6周期的InGaP/AlyGa(1-y)As，总厚度为30-120nm，生长条件为：生长温度650-670℃，Ⅴ/Ⅴ为20-40，InGaP层1001生长速率为0.5-0.8nm/s，厚度为5-10nm；AlyGa(1-y)As层1002生长速率为1-1.2nm/s，厚度为5-10nm；
和/或，所述电子阻挡层，生长条件为：生长温度660-680℃，Ⅴ/Ⅴ为20-40，阱生长速率为1-1.5nm/s，生长厚度为100-200nm；
和/或，所述p型限制层，生长条件为：生长温度660-680℃，Ⅴ/Ⅴ为20-40，生长速率为1-1.5nm/s，厚度为250-450nm，掺杂浓度为1-1.5E18cm-3；
和/或，所述p型电流扩展层，生长条件为：生长温度660-680℃，Ⅴ/Ⅴ为20-40，生长速率为1-1.5nm/s，厚度为6000-8000nm，掺杂浓度为1-1.5E18cm-3；
和/或，所述p型欧姆接触层，生长条件为：生长温度为520-550℃，Ⅴ/Ⅴ为15-25，生长速率为1-1.5nm/s，厚度为0.05-0.1nm，掺杂浓度大于7E19cm-3。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117976791A (zh) * | 2024-03-28 | 2024-05-03 | 南昌凯捷半导体科技有限公司 | 一种940nm反极性红外LED外延片及其制备方法 |
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2023
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