【技术实现步骤摘要】
一种带优化反射层的黄绿光LED外延结构及其制备方法
本专利技术涉及光电子
,具体涉及一种带优化反射层的黄绿光LED外延结构及其制备方法。
技术介绍
LED是发光二极管(LightEmittingDiode)的缩写。在部分半导体材料的PN结中,载流子复合时释放的能量会以光的形式发射,把电能直接转换为光能。通过注入载流子形成发光复合,利用这种注入式电致发光原理制作的二极管就是发光二极管,通称LED。红光LED中的AlGaInP材料可与GaAs衬底晶格匹配且随Al组分的变化,直接带隙从1.9cV可变化到2.3cv,波长从560nm到650nm,进而实现从红色到绿色发光。由于目前红光LED的内量子效率已经接近90%,进一步提高LED外量子效率成为主要技术研发方向。目前国内主要通过生长电流扩展层GaP来提高黄绿光出光效率,目的是将载流子引到电极以外,从而使有源区发出的光避开不透明的电极对光的反射和内部吸收。但是这样需要生长比较厚的电流扩展层,增加了工艺复杂性和成本。DBR是两种折射率不同材料周期交替生长的层状结构,在有源层和衬底之间,能够将射向衬底的光反射回表面或侧面,可以减少衬底对光的吸收,提高出光效率。复合DBR结构在缓冲层之后直接生长,对应有源区波长进行反射,从而降低工艺制作的复杂性,并实现多波长的反射。目前国内普遍使用AlGaAs/AlAs作为复合DBR的材料,因为与GaAs衬底有比较好的晶格匹配,但是AlGaAs/AlAs在室温下仍然存在1%的晶格失配,因此通过降低交替层叠的AlGaAs/AlAs材料应力,可以形成具有较高反射率和无内应力的反射层,并 ...
【技术保护点】
1.一种带优化反射层的黄绿光LED外延结构,其特征在于,包括自下而上依次设置的GaAs衬底(1)、AlGaAs缓冲层(2)、GaAsP缓冲层(3)、AlGaAsP/AlAsP DBR层Ⅰ(4)、AlGaAsP/AlAsP DBR层Ⅱ(5)、AlGaAsP/AlAsP DBR层Ⅲ(6)、AlInP/AlGaInP DBR层(7)、N‑AlInP限制层(8)、AlGaInP N波导层(9)、AlGaInP量子阱有源层(10)、AlGaIn P波导层(11)、AlIn P限制层(12)以及GaP窗口处(13),所述AlGaAsP/AlAsP DBR层Ⅰ(4)的波长大于AlGaAsP/AlAsP DBR层Ⅱ(5)的波长,所述AlGaAsP/AlAsP DBR层Ⅱ(5)的波长大于AlGaAsP/AlAsP DBR层Ⅲ(6)的波长。
【技术特征摘要】
1.一种带优化反射层的黄绿光LED外延结构,其特征在于,包括自下而上依次设置的GaAs衬底(1)、AlGaAs缓冲层(2)、GaAsP缓冲层(3)、AlGaAsP/AlAsPDBR层Ⅰ(4)、AlGaAsP/AlAsPDBR层Ⅱ(5)、AlGaAsP/AlAsPDBR层Ⅲ(6)、AlInP/AlGaInPDBR层(7)、N-AlInP限制层(8)、AlGaInPN波导层(9)、AlGaInP量子阱有源层(10)、AlGaInP波导层(11)、AlInP限制层(12)以及GaP窗口处(13),所述AlGaAsP/AlAsPDBR层Ⅰ(4)的波长大于AlGaAsP/AlAsPDBR层Ⅱ(5)的波长,所述AlGaAsP/AlAsPDBR层Ⅱ(5)的波长大于AlGaAsP/AlAsPDBR层Ⅲ(6)的波长。2.根据权利要求1所述的带优化反射层的黄绿光LED外延结构,其特征在于:所述AlGaAsP/AlAsPDBR层Ⅰ(4)的波长为600nm,所述AlGaAsP/AlAsPDBR层Ⅱ(5)的波长为580nm,所述AlGaAsP/AlAsPDBR层Ⅲ(6)的波长为570nm。3.一种带优化反射层的黄绿光LED外延结构的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:a)将GaAs衬底(1)放入反应室,在300-800℃的温度范围内生长一层材料为AlnGa1-nAs的AlnGa1缓冲层(2),其中n的取值为≤0.99,载流子浓度为1E17cm-3-5E18cm-3;b)保持300-800℃的温度,关闭Al源,通入PH3,在AlnGa1缓冲层(2)上生长一层GaAsP缓冲层(3);c)将温度调整至700-500℃,通入PH3,调整生长厚度生长反射600nm光谱的1-30对材料为AlxGa1-xAsP/AlAsPDBR的AlAsP/AlGaAsPDBR层Ⅰ(4),其中x取值为≤0.5;d)将温度调整至650-700℃,通入PH3,生长反射580nm光谱的1-30对材料为AlxGa1-xAsP/AlAsPDBR的AlAsP/AlGaAsPDBR层Ⅱ(5),其中x取值为≤0.5;e)将温度调整至600-650℃,通入PH3,生长反射570nm光谱的1-30对材料为AlxGa1-xAsP/AlAsPDBR的AlAsP/AlGaAsPDBR层Ⅲ(6),其中x取值为≤0.5;f)将温度调整至600-750℃,在AlAsP/AlGaAsPDBR层Ⅲ(6)生长一层AlInP/AlGaInPDBR层(...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴向龙,闫宝华,彭璐,王成新,
申请(专利权)人:山东浪潮华光光电子股份有限公司,
类型:发明
国别省市:山东,37
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