[发明专利]一种具有双结的红外光发光二极管

说明书

技术领域

本发明属于发光二极管技术领域，尤其是涉及一种具有双结的红外光发 光二极管。

背景技术

应用于安全监控、穿戴式装置、红外线通信、红外线遥控装置、传感器 用光源及夜间照明的红外光发光二极管。一般使用InGaAs作为活性层之多 量子阱结构，发光波长850nm以上的发光二极管，是以单一的p-i-n结通入 电流做电子空穴复合发光，形成高效率单色性优异的红外光发光二极管。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种具有双结的红外光发光二极管，以克服 现有技术中的不足，在此双结红外光发光二极管中，其上部活性层与底部活 性层同时发光，使得发光强度更强，可以获得单结型发光二结管1.5倍以上 发光亮度，并且可以复合不同波长，达到调适波长的效果。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种具有双结的红外光发光二极管，以隧穿结串连两个多量子阱，所述 隧穿结是重掺杂P型Al_XGa_1-XAs材料与重掺杂N型Al_XGa_1-XAs或重掺杂N 型InGaP材料相接而成。优选的，所述多量子阱是以InGaAs作为阱层及 AlGaAsP作为势垒层构成；所述多量子阱对数介于3对到25对之间。本发 明使用有机金属气相外延法(OMVPE)成长。

优选的，所述重掺杂P型Al_XGa_1-XAs材料为掺杂C的P型Al_XGa_1-XAs， 其中X介于0％～35％，优选X为10％；浓度为5E18～1E20原子/厘米，优 选浓度为5E19原子/厘米；所述重掺杂N型Al_XGa_1-XAs材料为掺杂Te的N 型Al_XGa_1-XAs，其中X介于0％～35％，优选X为10％，浓度为5E18～1E20 原子/厘米，优选浓度为2E19原子/厘米。

利用重掺杂P型AlXGa1-XAs材料与重掺杂N型AlXGa1-XAs材料相 接形成隧穿结，其中x介于0～35％之间，优选为10％，当组分x大于35％ 时，会造成势垒位障提高，使组件的操作电压跟着提高，调整此组份比例可 以改变隧穿结层的能隙大小，当能隙越大，使得底部活性层的发光在越容易 穿透隧穿结层，则可以获取更高的亮度，在此隧穿结中，电子能够直接从N 型层穿透PN结势垒进入P型层，藉此串联两个发光二极管，其上部活性层 与底部活性层同时发光，使得发光强度更强，可以获得单结型发光二结管1.5 倍以上发光亮度，并且可以复合不同波长，达到调适波长的效果，形成高效 率且复合发光波长的双结红外光发光二极管。

优选的，其芯片从上到下依次包括N型欧姆电极、N型接触层、上部N 型窗层、上部N型覆盖层、上部量子阱层、上部P型覆盖层、隧穿结层、底 部N型覆盖层、底部量子阱层、底部P型第二覆盖层、底部P型第一覆盖 层、P型接触层、金属键合层、Si衬底以及P型欧姆电极。

优选的，所述Si衬底浓度为8E17～3E18原子/厘米，优选浓度为1.2E18 原子/厘米；P型接触层为掺杂C的GaP，浓度为介于1E18～1E20原子/厘 米，优选浓度为5E19原子/厘米。

优选的，底部P型第一覆盖层为掺杂C的P型Al_XGa_1-XAs，其中X介 于0％～35％，优选X为5％，浓度为5E17～3E18原子/厘米，优选浓度为8E17 原子/厘米；底部P型第二覆盖层为掺杂C的P型Al_XGa_1-XAs，其中X介于 5％～40％，优选X为35％，浓度为8E17～6E18原子/厘米，优选浓度为1E18 原子/厘米。

优选的，底部量子阱层用InGaAs材料，其厚度为3～80nm，优选厚度为 8nm，势垒层为AlGaAsP，其厚度为5～90nm，优选厚度为24nm；底部N型 覆盖层为掺杂Si的Al_XGa_1-XAs，其中X介于10％～45％，优选X为35％， 浓度为5E17～2E18原子/厘米，优选浓度为1E18原子/厘米。