[发明专利]一种具有应变预置层结构的近红外LED及其制作方法

说明书

本发明提供一种具有应变预置层结构的近红外LED及其制作方法，该近红外LED的外延片从衬底由下往上依次生长有N‑GaAs缓冲层、N‑GaInP腐蚀截止层、N‑GaAs接触层、N‑GaInP电极强化层、N‑AlxGa1‑xAs电流扩展层、N‑AlxGa1‑xAs限制层、N‑GaxIn1‑xP应变预置层、第一AlxGa1‑xAs Space层、有源层、第二AlxGa1‑xAs Space层、P‑AlxGa1‑xAs限制层、P‑AlxGa1‑xAs电流扩展层、P‑过渡层和P‑GaP接触层。本发明通过在传统结构中的N‑AlxGa1‑xAs限制层和第一AlxGa1‑xAs Space层之间插入一层N‑GaxIn1‑xP应变预置层，将第一AlxGa1‑xAs Space层的应变状态调为张应变，进而在一定程度上平衡InGaAs量子阱的压应变，抑制位错和裂纹的产生，提高了有源区的晶体质量。

技术领域

本发明涉及发光二极管技术领域，具体是涉及一种具有应变预置层结构的近红外LED及其制作方法。

背景技术

随着时代的发展，近红外光源从光通信领域逐渐开始应用于消费行业，比如在遥控、识别、检测感应等方面的应用越来越广泛。特别是随着人脸识别、3D成像、眼动追踪等新技术在手机和各种智能移动终端平台上的应用更是极大地推动了红外光源的普及。另外国家为了维护社会治安，打击违反犯罪，近些年也在大力推动建立天网监控系统，市场对安防监控设备的需求也在日益增加，这都将极大促进近红外LED的发展，同时对其性能也有着越来越高的要求。

传统外延结构：GaAs衬底、N-GaAs缓冲层、N-GaInP腐蚀截止层、N-GaAs接触层、N-GaInP电极强化层、N-AlxGa1-xAs电流扩展层、N-AlxGa1-xAs限制层、第一AlxGa1-xAsSpace层、有源层、第二AlxGa1-xAs Space层、P-AlxGa1-xAs限制层、P-AlxGa1-xAs电流扩展层、P-过渡层和P-GaP接触层。

近红外LED由于其InGaAs量子阱的In组分较高，采用传统结构生长时由于量子阱压应变偏大容易导致失配，出现高密度的位错缺陷或者裂纹，严重影响LED的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有应变预置层结构的近红外LED及其制作方法，该方法通过在传统结构中的N-AlxGa1-xAs限制层和第一AlxGa1-xAs Space层之间插入一层N-GaxIn1-xP应变预置层，将第一AlxGa1-xAs Space层的应变状态调为张应变，进而在一定程度上平衡InGaAs量子阱的压应变，抑制位错和裂纹的产生，提高有源区的晶体质量。

本发明通过下述技术方案实现一种具有应变预置层结构的近红外LED，包括外延片，所述外延片上由下而上依次为衬底、N-GaAs缓冲层、N-GaInP腐蚀截止层、N-GaAs接触层、N-GaInP电极强化层、N-AlxGa1-xAs电流扩展层、N-AlxGa1-xAs限制层、第一AlxGa1-xAsSpace层、有源层、第二AlxGa1-xAs Space层、P-AlxGa1-xAs限制层、P-AlxGa1-xAs电流扩展层、P-过渡层和P-GaP接触层，在所述N-AlxGa1-xAs限制层和第一AlxGa1-xAs Space层之间插有一层N-GaxIn1-xP应变预置层。

本技术方案在N-AlxGa1-xAs限制层和第一AlxGa1-xAs Space层之间插入一层N型GaxIn1-xP应变预置层，在其上生长的第一AlxGa1-xAs Space层会受到N-GaxIn1-xP应变预置层的作用而处于张应变状态，其在一定程度上可平衡InGaAs量子阱的压应变，抑制位错和裂纹的产生，提高有源区的晶体质量。

本发明还提供一种具有应变预置层结构的近红外LED的制作方法，包括以下步骤：

S1.提供一衬底；