[发明专利]一种高浓度Te掺杂的发光二极管外延结构

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管技术领域，尤其是指一种高浓度Te掺杂的发光二极管外延结构。

背景技术

发光二极管具有低功耗、尺寸小和可靠性高等优点，已被广泛应用，然而，现有技术中，对亮度较高、发光效率较好的发光二极管要求提高。采用金属有机化合物气相外延生长具有量子阱的外延结构能取得较高的内量子效率；而采用金属反射镜及表面粗化等倒置结构的芯片制作方法，明显地提升发光二极管的外量子效率。

然而，采用倒置芯片结构会导致置于有源层底部的第一导电型反转至有源层的顶部。对于传统发光二极管结构的第一型电流扩展层一般采用Si元素作为掺杂源，而在发短波长光的发光二极管中，Si杂质显现出吸收部分有源层发出的光，置于有源层上的Si杂质吸光效应更明显。

采用Te元素代替Si元素作为第一型电流扩展层掺杂能改善杂质的吸光，有效提高发光二极管的外量子效率。但是Te元素受限于自身的物理、化学特性，在外延生长过程Te杂质通入量大的情况下，极易导致外延层晶体质量变差。而Te杂质通入量小，存在电流扩展效果差的问题。有鉴于此，本发明为克服所述缺陷，提出一种提高Te杂质的并入效率，又能提高外延晶体质量的外延结构及生长方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高浓度Te掺杂的发光二极管外延结构，以减少杂质对短波长光的吸收，有效提高发光二极管的发光效率。

为达成上述目的，本发明的解决方案为：

一种高浓度Te掺杂的发光二极管外延结构，在衬底上分别形成缓冲层、腐蚀阻挡层、粗化层、第一型电流扩展层、第一型限制层、有源层、第二型限制层及第二型电流扩展层；有源层一侧设置第一型电流扩展层，另一侧设置第二型电流扩展层；有源层与第一型电流扩展层设置第一型限制层，而有源层与第二型电流扩展层设置第二型限制层；第一型电流扩展层设置为n层结构，各层结构之间设置超晶格，且第一型电流扩展层掺杂Te。

进一步，第一型电流扩展层设置为n层结构，其n为4-10。

进一步，超晶格由两种不同的材料交替组成，其交替的对数为3-8对。

进一步，超晶格的构成材料包括AlGaInP、AlGaAs、AlGaInAs、GaAs、GaN、AlGaN、AlGaInN。

进一步，第一型电流扩展层的n层结构包括由不同Al组分的三五族化合物构成；包括由相同Al组分的三五族化合物构成，且相邻层结构由Al组分不同的材料构成。

进一步，第一型电流扩展层的n层结构材料的Al组分变化趋势包括递减，沿有源层外延生长方向的Al组分变化趋势为减小。

进一步，第一型电流扩展层的n层结构各层厚度为0.5-2μm。

进一步，第一型电流扩展层的n层结构各层厚度变化趋势包括递减，沿有源层外延生长方向的厚度变化趋势为减小。

进一步，交替构成超晶格的两组材料与两边相邻的第一型电流扩展层的构成材料相同，且在结构上与两边相邻的第一型电流扩展层的材料层相互错开。即假设超晶格由交替生长的(Al_0.43Ga_0.57)_0.5In_0.5P/(Al_0.47Ga_0.53)_0.5In_0.5P的材料层构成，则与(Al_0.43Ga_0.57)_0.5In_0.5P材料层相邻的第一型电流扩展层的材料层为(Al_0.47Ga_0.53)_0.5In_0.5P，而与(Al_0.47Ga_0.53)_0.5In_0.5P材料层相邻的第一型电流扩展层的材料层为(Al_0.43Ga_0.57)_0.5In_0.5P，即相互交替错开。

一种高浓度Te掺杂的发光二极管外延方法，包括以下步骤：

步骤一、在衬底上分别形成缓冲层、腐蚀阻挡层、粗化层，在粗化层外延生长结束前降低生长温度；

步骤二、在粗化层上外延第一型电流扩展层的第一层结构；

步骤三、在第一型电流扩展层第一层结构上外延生长第一组超晶格；

步骤四、在第一组超晶格上外延生长第一型电流扩展层第二层结构；