一种不可见光发光二极管制造技术

本发明专利技术公开一种不可见光发光二极管，包括：半导体外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，自所述第一表面至第二表面依次包括第一电流扩展层，第一覆盖层、第一限制层、有源层、第二限制层、第二覆盖层，第二电流扩展层；其特征在于：所述第一电流扩展层和第一覆盖层之间具有第一过渡层，所述第一过渡层的Al含量自所述第一电流扩展层至第一覆盖层方向是逐渐增加的；所述第一覆盖层和第一限制层之间具有第二过渡层，所述第二过渡层的Al含量自所述第一覆盖层至第一限制层的方向是逐渐减少的。本发明专利技术中引入过渡层可减小不同材料层间的晶格不匹配，应力大而产生的外延缺陷，提升发光二极管的冷热冲击性能，提升发光二极管的发光效率和使用寿命。效率和使用寿命。效率和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种不可见光发光二极管


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，具体涉及不可见光发光二极管及制备方法。

技术介绍

[0002]发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)具有发光强度大、效率高、体积小、使用寿命长等优点，被认为是当前最具有潜力的光源之一。红外发光二极管，由于其特定的波段，以及低功耗和高可靠性，被广泛应用于安全监控、穿戴式装置、空间通信、遥控、医疗器具、传感器用光源及夜间照明等领域。
[0003]现有红外发光二极管使用AlGaAs材料体系，红外发光二极管中的电流扩展层、覆盖层和限制层Al组分不同，材料晶格存在不匹配，带隙存在较大的差别，从而材料层之间存在较大的应力，导致在不同材料层间的界面处产生大量缺陷，从而影响发光二极管的冷热冲击性能等老化性能，从而严重降低发光二极管器件的发光效率和使用寿命。

技术实现思路

[0004]为了解决上述的问题，本专利技术提出一种不可见光发光二极管，可以提升发光二极管器件的冷热冲击性能等老化性能，提升发光二极管器件的可靠性能。
[0005]本专利技术提出一种不可见光发光二极管，所述不可见光发光二极管包括：半导体外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，自所述第一表面至第二表面依次包括第一电流扩展层，第一覆盖层、第一限制层、有源层、第二限制层、第二覆盖层，第二电流扩展层；其特征在于：所述第一电流扩展层、第一覆盖层和第一限制层包含具有不同Al含量的化合物半导体材料，所述第一电流扩展层和第一覆盖层之间具有第一过渡层，所述第一过渡层的Al含量自所述电流扩展层至第一覆盖层方向是逐渐增加的；所述第一覆盖层和第一限制层之间具有第二过渡层，所述第二过渡层的Al含量自所述第一覆盖层至第一限制层的方向是逐渐减少的。
[0006]在一些可选的实施例中，所述第一过渡层的Al含量自所述第一电流扩展层至第一覆盖层方向为线性增加或者分段式增加的。
[0007]在一些可选的实施例中，所述第二过渡层的Al含量自第一覆盖层至第一限制层方向为线性减少或者分段式减少的。
[0008]在一些可选的实施例中，所述第一过渡层的厚度为50~100nm。
[0009]在一些可选的实施例中，所述第二过渡层的厚度为50~100nm。
[0010]在一些可选的实施例中，所述第一电流扩展层为Al
x1
Ga1‑
x1
As；所述第一覆盖层为Al
y1
Ga1‑
y1
As；所述第一限制层为Al
z1
Ga1‑
z1
As；所述第一过渡层为Al
u1
Ga1‑
u1
As；所述第二过渡层为Al
v1
Ga1‑
v1
As；其中x1＜y1，y1＞z1， x1≤u1≤y1，z1≤v1≤y1。
[0011]在一些可选的实施例中，所述y1
‑
x1≥0.15，y1
‑
z1≥0.15。
[0012]在一些可选的实施例中，所述发光二极管还包含第三过渡层和第四过渡层，所述第三过渡层位于所述第二限制层和第二覆盖层之间，所述第四过渡层位于所述第二覆盖层
和第二电流扩展层之间，所述第三过渡层的Al含量自所述第二限制层至第二覆盖层方向是逐渐增加的，所述第四过渡层的Al含量自所述第二覆盖层至第二电流扩展层方向是逐渐减少的。
[0013]在一些可选的实施例中，所述第三过渡层的Al含量自所述第二限制层至第二覆盖层方向是线性增加或者逐渐增加的。
[0014]在一些可选的实施例中，所述第四过渡层的Al含量自所述第二覆盖层至所述第二电流扩展层方向是线性减少或逐渐减少的。
[0015]在一些可选的实施例中，所述第三过渡层的厚度是50~100nm。
[0016]在一些可选的实施例中，所述第四过渡层的厚度是50~100nm。
[0017]在一些可选的实施例中，所述不可见光发光二极管辐射峰值波长为750~1000nm的不可见光。
[0018]本专利技术在第一电流扩展层和第一覆盖层，第一覆盖层和第一限制层间加入第一过渡层和第二过渡层，可减小不同材料层间的晶格不匹配，应力大而产生的外延缺陷，提升发光二极管的冷热冲击性能等老化性能，提升发光二极管的发光效率和使用寿命。
[0019]进一步地， 在所述第二限制层和第二覆盖层，第二覆盖层和第二电流扩展层之间插入第三过渡层和第四过渡层，可进一步减少外延材料间晶格不匹配，应力大而产生的外延缺陷，进一步提升发光二极管的老化性能，提升发光二极管的发光效率和使用寿命。
[0020]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。虽然在下文中将结合一些示例性实施及使用方法来描述本专利技术，但本领域技术人员应当理解，并不旨在将本专利技术限制于这些实施例。反之，旨在覆盖包含在所附的权利要求书所定义的本专利技术的精神与范围内的所有替代品、修正及等效物。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为实施例1中所涉及的不可见光外延结构的侧面剖视图。
[0023]图2~图3为实施例1中第一过渡层和第二过渡层的Al含量的变化曲线图。
[0024]图4为实施例1中所涉及的不可见光发光二极管的侧面剖视图。
[0025]图5为实施例2中所涉及的不可见光外延结构的侧面剖视图。
[0026]图6为实施例2中所涉及的不可见光外延结构的侧面剖视图。
[0027]图7~8图为实施例2中所涉及的不可见光发光二极管的制备过程中的结构示意图。
[0028]附图标记：生长衬底：100；缓冲层：101；蚀刻截止层：102；第一欧姆接触层：103；第一电流扩展层：104；第一覆盖层105；第一限制层：106；有源层：107；第二限制层：108；第二覆盖层：109；第二电流扩展层：110；第二欧姆接触层：111；第一过渡层：112；第二过渡层：113；第三过渡层：114；第四过渡层：115；基板：200；键合层：201；镜面层：202；P型欧姆接触
金属层：202a；介电材料层：202b；第一电极：203；第二电极：204；S1：半导体外延叠层的第一表面；S2:半导体外延叠层的第二表面。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.不可见光发光二极管，包括：半导体外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，自所述第一表面至第二表面依次包括第一电流扩展层，第一覆盖层、第一限制层、有源层、第二限制层、第二覆盖层，第二电流扩展层；其特征在于：所述第一电流扩展层、第一覆盖层和第一限制层包含具有不同Al含量的化合物半导体材料，所述第一电流扩展层和第一覆盖层之间具有第一过渡层，所述第一过渡层的Al含量自所述电流扩展层至第一覆盖层方向是逐渐增加的；所述第一覆盖层和第一限制层之间具有第二过渡层，所述第二过渡层的Al含量自所述第一覆盖层至第一限制层的方向是逐渐减少的。2.根据权利要求1所述的不可见光发光二极管，其特征在于：所述第一过渡层的Al含量自所述第一电流扩展层至第一覆盖层方向为线性增加或者分段式增加的。3.根据权利要求1所述的不可见光发光二极管，其特征在于：所述第二过渡层的Al含量自所述第一覆盖层至第一限制层方向为线性减少或者分段式减少的。4.根据权利要求1所述的不可见光发光二极管，其特征在于：所述第一过渡层的厚度为50~100nm。5.根据权利要求1所述的不可见光发光二极管，其特征在于：所述第二过渡层的厚度为50~100nm。6.根据权利要求1所述的不可见光发光二极管，其特征在于：所述第一电流扩展层为Al
x1
Ga1‑
x1
As；所述第一覆盖层为Al
y1
Ga1‑
y1
As；所述第一限制层为Al
z1
Ga1‑
z1
As；所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯彦斌，高文浩，梁倩，吴超瑜，
申请(专利权)人：泉州三安半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：