[发明专利]一种二极管外延结构

说明书

本发明提供一种二极管外延结构，解决现有二极管外延结构存在波导折射率较低、光损耗较大的问题。该二极管外延结构包括由下至上依次设置的N型GaAs衬底层、N型GaAs缓冲层、N型Al_XGa_(1‑X)As下限值层、Al_XGa_(1‑X)As波导层、Ga_YIn_(1‑Y)As量子阱层、GaAs量子垒层、Ga_YIn_(1‑Y)As量子阱层、GaAs量子垒层、Al_XGa_(1‑X)As波导层、P型Al_XGa_(1‑X)As下限制层、P型Al_XGa_(1‑X)As下限制层、P型Al_XGa_(1‑X)As下限制层、P型GaAs电流扩展层和P型GaAs电极接触层。该结构降低了波导势垒，增加了波导的折射率，增强波导对光的束缚性，从而提高了器件的发光效率。

技术领域

本发明属于半导体照明领域，具体涉及一种二极管外延结构。

背景技术

发光二极管是一种常见的光子器件，其核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的芯片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。

发光二极管是采用外延生长的方式生成的一种外延结构，该外延结构主要由衬底、提供电子的N型层、提供空穴的P型层以及复合区的有源层组成，主要应用于光无线通讯、数据中心、服务器、美容产品等的背光源，背光源中的蓝、绿、白光主要是采用金属有机化学气相沉积法将材料(Al、Ga、In、As、P)沉积到砷化镓衬底上形成的。但是，现有二极管外延结构存在波导折射率较低、光损耗较大、欧姆接触电阻大等问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有二极管外延结构存在波导折射率较低、光损耗较大的问题，提供一种二极管外延结构。

为实现以上发明目的，本发明的技术方案是：

一种二极管外延结构，包括由下至上依次设置的N型GaAs衬底层、N型GaAs缓冲层、N型Al_XGa_(1-X)As下限值层、Al_XGa_(1-X)As波导层、Ga_YIn_(1-Y)As量子阱层、GaAs量子垒层、Ga_YIn_(1-Y)As量子阱层、GaAs量子垒层、Al_XGa_(1-X)As波导层、P型Al_XGa_(1-X)As下限制层、P型Al_XGa_(1-X)As下限制层、P型Al_XGa_(1-X)As下限制层、P型GaAs电流扩展层和P型GaAs电极接触层。

进一步地，由下至上，N型GaAs衬底层的掺杂浓度为1E(18)～4E(18)，N型GaAs缓冲层的掺杂浓度为0.8E(18)～1.5E(18)，N型Al_XGa_(1-X)As下限值层的掺杂浓度为0.8E(18)～1.5E(18)；P型Al_XGa_(1-X)As下限制层的掺杂浓度为0.8E(18)～1.2E(18)，P型Al_XGa_(1-X)As下限制层的掺杂浓度为0.8E(18)～1.2E(18)，P型Al_XGa_(1-X)As下限制层的掺杂浓度为2E(18)～3E(18)，P型GaAs电流扩展层的掺杂浓度为2E(18)～3E(18)，P型GaAs电极接触层的掺杂浓度为1E(19)～2E(19)。