专利汇可以提供一种GaAs基红外倒装LED外延片结构及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种GaAs基红外倒装LED 外延 片结构及其制备方法,由下自上依次包括GaAs 缓冲层 、GaxIn1‑xP 腐蚀 阻挡层、AlyGaAs欧姆 接触 层、N‑AlzGaAs粗化层、AlaGaAs下限制层、InGaAs/AlbGaAs 量子阱 发光区、AlcGaAs上限制层、AldGa1‑dInP过渡层、P‑GaP 电流 扩展层;本发明将P型电流扩展的AlxGaAs材料改为AlxGa1‑xInP材料过渡及GaP材料的电流扩展层,减少光吸收,提高出光效率,减少元件功率损耗的问题。本发明P型AlGaAs限制层采用C自掺杂代替Mg掺杂减少 缺陷 ,提高成晶 质量 。,下面是一种GaAs基红外倒装LED外延片结构及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种GaAs基红外倒装LED外延片结构,其特征在于,由下自上依次包括GaAs缓冲层、GaxIn1-xP腐蚀阻挡层、AlyGaAs欧姆接触层、N-AlzGaAs粗化层、AlaGaAs下限制层、InGaAs/AlbGaAs量子阱发光区、AlcGaAs上限制层、AldGa1-dInP过渡层、P-GaP电流扩展层;x为0.3-
0.5,y为0-0.3,z为0.1-0.3,a为0.3-0.5,b为0.3-0.5,c为0.3-0.5,d为0.1-0.3;所述P-GaP电流扩展层的材质为GaP;所述AlaGaAs下限制层及所述AlcGaAs上限制层中均掺杂有C,掺杂浓度为4.0-6.0E17个原子/cm3。
2.根据权利要求1所述的一种GaAs基红外倒装LED外延片结构,其特征在于,x=0.5;x=0.5;y=0.3;z=0.2;a=0.3;b=0.4;c=0.3;d=0.2。
3.根据权利要求1所述的一种GaAs基红外倒装LED外延片结构,其特征在于,所述GaAs缓冲层的厚度为200-500nm,掺杂浓度为1E17-5E18个原子/cm3;所述GaxIn1-xP腐蚀阻挡层的厚度为100-500nm,掺杂浓度为1E17-5E18个原子/cm3;所述AlyGaAs欧姆接触层的厚度为
3
100-300nm,掺杂浓度为1E18-5E18个原子/cm ;所述N-AlzGaAs粗化层的厚度为3000-
10000nm,掺杂浓度为1E17-1E18个原子/cm3;所述AlaGaAs下限制层的厚度1000-1500nm,掺杂浓度为4.0-6.0E17个原子/cm3;所述InGaAs/AlbGaAs量子阱发光区的厚度为5-50nm;所述AlcGaAs上限制层的厚度为1000-3000nm,掺杂浓度为1E17-1E18个原子/cm3;所述AldGa1-dInP过渡层的厚度为200-500nm,掺杂浓度为5E17-1E20个原子/cm3;所述P-GaP电流扩展层的厚度为2000-5000nm,掺杂浓度为5E17-1E20个原子/cm3。
4.根据权利要求1所述的一种GaAs基红外倒装LED外延片结构,其特征在于,所述GaAs缓冲层的厚度为300nm,掺杂浓度为2-3E18个原子/cm3;所述GaxIn1-xP腐蚀阻挡层厚度为
400nm,掺杂浓度为1E18个原子/cm3;所述AlyGaAs欧姆接触层的厚度为400nm,掺杂浓度为
1E18个原子/cm3;所述N-AlzGaAs粗化层的厚度为4000nm,掺杂浓度为5E17-2E18个原子/cm3;所述AlaGaAs下限制层的厚度为1200nm,掺杂浓度为5.0E17个原子/cm3;所述InGaAs/AlbGaAs量子阱发光区的厚度为25nm;所述AlcGaAs上限制层的厚度为1200nm,掺杂浓度为4-
6E17个原子/cm3;所述AldGa1-dInP过渡层的厚度为300nm,掺杂浓度为5E17-5E18个原子/cm3;所述P-GaP电流扩展层的厚度为3000nm,掺杂浓度为1E18-3E19个原子/cm3。
5.一种权利要求1-4任一所述的GaAs基红外倒装LED外延片结构的制备方法,其特征在于,包括采用MOCVD方法在GaAs衬底上生长外延层,步骤如下:
(1)保持MOCVD设备生长室内温度为680-720℃,通入TMGa和AsH3,在GaAs衬底上生长GaAs缓冲层;
(2)将MOCVD设备生长室内温度升至730-770℃,继续通入TMGa、TMIn和PH3,在GaAs缓冲层上生长GaxIn1-xP腐蚀阻挡层;
(3)将MOCVD设备生长室内温度降至680-720℃,关闭TMIn和PH3,通入TMAl、TMGa和AsH3,在GaxIn1-xP腐蚀阻挡层上生长AlyGaAs欧姆接触层;
(4)保持MOCVD设备生长室内温度为680-720℃,继续通入TMAl、TMGa和AsH3,在AlyGaAs欧姆接触层上生长N-AlzGaAs粗化层;
(5)保持MOCVD设备生长室内温度为680-720℃,在N-AlzGaAs粗化层上生长AlaGaAs下限制层;
(6)保持MOCVD设备生长室内温度为680-720℃,在AlaGaAs下限制层上生长InGaAs/AlbGaAs量子阱发光区;
(7)将MOCVD设备生长室内温度降至580-620℃,调整V/III比为40-60,在InGaAs/AlbGaAs量子阱发光区上生长AlcGaAs上限制层;
(8)将MOCVD设备生长室内温度降至680-720℃,关闭AsH3,通入TMGa、TMIn和PH3,在AlcGaAs上限制层上生长AldGa1-dInP过渡层;
(9)保持MOCVD设备生长室内温度为730-770℃,在AldGa1-dInP过渡层上生长P-GaP电流扩展层。
6.根据权利要求5所述的GaAs基红外倒装LED外延片结构的制备方法,其特征在于,所述GaAs缓冲层、所述GaxIn1-xP腐蚀阻挡层、所述AlyGaAs欧姆接触层、所述N-AlzGaAs粗化层、所述AlaGaAs下限制层的N型掺杂源为Si2H6;所述AldGa1-dInP过渡层和所述P-GaP电流扩展层的P 型掺杂源为Cp2Mg。
7.根据权利要求6所述的GaAs基红外倒装LED外延片结构的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)之前,执行以下步骤:将GaAs衬底放在MOCVD设备生长室内,H2条件下,将MOCVD设备生长室内的温度升至730-770℃,烘烤20-40min,通入AsH3,去除GaAs衬底表面水氧,完成表面热处理。
8.根据权利要求7所述的GaAs基红外倒装LED外延片结构的制备方法,其特征在于,所述H2的流量为8000-50000sccm;所述TMGa的纯度为99.9999%,所述TMGa的恒温槽的温度为(-5)-15℃;所述TMIn的纯度为99.9999%,所述TMIn的恒温槽的温度为15-20℃;所述TMAl的纯度为99.9999%,所述TMAl的恒温槽的温度为10-28℃;所述AsH3的纯度为99.9999%;
所述Si2H6的纯度为99.9999%;所述Cp2Mg的纯度为99.9999%,所述Cp2Mg的恒温槽的温度为0-25℃。
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