一种不可见光发光二极管及其制备方法与流程

文档序号:38122213发布日期:2024-05-30 11:39阅读:60来源:国知局

本发明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。


背景技术:

1、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。

2、目前不可见光发光二极管芯片普遍存在红爆现象:在点亮时使用人眼观察芯片发光状况,会看到部分深红色光从芯片发出,造成在应用上需要无红爆纯红外需求受到限制,所以市场上需开发出一种无可见光发射的不可见光发光二极管。


技术实现思路

1、为了解决上述的问题,本发明提出一种不可见光发光二极管,可以减少红爆现象。

2、本发明提出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、有源层、第二覆盖层;其特征在于:包含第一inx1ga1-x1as层,所述第一inx1ga1-x1as层位于所述第一电流扩展层和第一覆盖层之间,所述第一inx1ga1-x1as层的x1的范围为0<x1≤0.08。

3、在一些可选的实施例中,所述第一inx1ga1-x1as层的厚度为100~1000nm,掺杂浓度为1e+17~4e+18/cm3。

4、在一些可选的实施例中,所述第一电流扩展层为aly1ga1-y1as,所述y1的范围为0≤y1≤0.25。

5、在一些可选的实施例中,所述第一电流扩展层的厚度为5~9um;掺杂浓度为1e+17~4e+18/cm3。

6、在一些可选的实施例中,所述不可见光发光二极管还包含第一in含量过渡层,位于所述第一电流扩展层和第一inx1ga1-x1as层之间,所述第一in含量过渡层的in含量自第一电流扩展层至第一inx1ga1-x1as层方向in含量为逐渐增加。

7、在一些可选的实施例中,所述第一in含量过渡层的in含量自第一电流扩展层至第一inxga1-xas层方向in含量为线性增加的或者分段性增加。

8、在一些可选的实施例中,还包含第二电流扩展层,所述第二电流扩展层位于第二覆盖层之上,所述第二电流扩展层为aly2ga1-y2as,所述y2的范围为0≤y2≤0.25。

9、在一些可选的实施例中,所述第二电流扩展层的厚度为0~3um;掺杂浓度为1e+17~4e+18/cm3。

10、在一些可选的实施例中,所述不可见光发光二极管还包含第二inx2ga1-x2as层,所述第二inx2ga1-x2as层位于第二覆盖层和第二电流扩展层之间,所述第二inx2ga1-x2as层的in含量为0<x2≤0.08

11、 在一些可选的实施例中,所述第二inx2ga1-x2as层的厚度为100~1000nm,掺杂浓度为1e+17~4e+18/cm3。

12、在一些可选的实施例中,所述不可见光发光二极管还包含第二in含量过渡层,位于所述第二覆盖层和第二inx2ga1-x2as层之间,所述第二in含量过渡层的in含量自所述第二覆盖层至第二inx2ga1-x2as层方向in含量为逐渐增加。

13、在一些可选的实施例中,所述第二in含量过渡层的in含量自所述第二覆盖层至第二inx2ga1-x2as层方向in含量为线性增加或者分段式增加。

14、本发明还提出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,自第一表面至第二表面依次包括第一电流扩展层,第一类型覆盖层、有源层、第二类型覆盖层;其特征在于:所述第一电流扩展层为gaas层,所述第一电流扩展层的厚度为5~9um;所述第一电流扩展层的掺杂浓度为1e+17~4e+18/cm3。

15、在一些可选的实施例中,还包含第二电流扩展层,所述第二电流扩展层位于第二覆盖层之上,所述第二电流扩展层为gaas,所述第二电流扩展层的厚度为0~3um;所述第一电流扩展层的掺杂浓度为1e+17~4e+18/cm3。

16、本发明还提出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,自第一表面至第二表面依次包括第一电流扩展层,第一类型覆盖层、有源层、第二类型覆盖层;其特征在于:包含inx3ga1-x3as/aly3ga1-y3aszp1-z层,所述inx3ga1-x3as/aly3ga1-y3aszp1-z层位于所述第一电流扩展层和第一覆盖层之间,所述inx3ga1-x3as/aly3ga1-y3aszp1-z层中0.02<x3≤0.20,0≤y3≤0.25,0.7<z≤0.95。

17、在一些可选的实施例中,所述inx3ga1-x3as/aly3ga1-y3aszp1-z层由n对inx3ga1-x3as和aly3ga1-y3aszp1-z交替堆叠形成,所述1≤n≤20。

18、在一些可选的实施例中,所述inx3ga1-x3as/aly3ga1-y3aszp1-z层中inx3ga1-x3as单层的厚度为5~20nm;aly3ga1-y3aszp1-z单层的厚度为5~50nm。

19、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910~980nm的不可见光。

20、本发明提出一种不可见光发光二极管,至少具有以下有益效果:

21、1)本发明采用gaas层和inxga1-xas层作为吸收层,在电流密度大于1a/mm2情况下,可有效去除可见光部分,有效解决不可见光发光二极管的红爆现象;

22、2)进一步地, 在所述第一电流扩展层和第一inx1ga1-x1as层之间引入in含量过渡层,减少ingaas吸收层和基板之间的失配度,可改善外延层的晶体质量,可改善不可见光发光二极管器件的光电性能及可靠性。

23、本发明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,或者通过实施本发明而了解。本发明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。

24、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发明,但本领域技术人员应当理解,并不旨在将本发明限制于这些实施例。反之,旨在覆盖包含在所附的权利要求书所定义的本发明的精神与范围内的所有替代品、修正及等效物。



技术特征:

1.不可见光发光二极管,包括:

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inx3ga1-x3as/aly3ga1-y3aszp1-z层由n对inx3ga1-x3as和aly3ga1-y3aszp1-z交替堆叠形成,所述1≤n≤20。

3.根据权利要求2所述的不可见光发光二极管,其特征在于:所述inx3ga1-x3as/aly3ga1-y3aszp1-z层中inx3ga1-x3as单层的厚度为5~20nm;aly3ga1-y3aszp1-z单层的厚度为5~50nm。

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:所述第一电流扩展层为aly1ga1-y1as,所述y1的范围为0≤y1≤0.25。

5.根据权利要求4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的厚度为5~9um;掺杂浓度为1e+17~4e+18/cm3。

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:还包含第二电流扩展层,位于所述第二覆盖层之上,所述第二电流扩展层为aly2ga1-y2as,所述y2的范围为0≤y2≤0.25。

7.根据权利要求6所述的不可见光发光二极管,其特征在于:所述第二电流扩展层的厚度为0 ~ 3um;掺杂浓度为1e+17 ~ 4e+18/cm3。

8.根据权利要求1所述的不可见光发光二极管,所述不可见光发光二极管辐射峰值波长为910~980nm的不可见光。


技术总结
本发明公开一种不可见光发光二极管及制备方法,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,自第一表面至第二表面依次包含第一电流扩展层,第一InX1Ga1‑x1As层,第一覆盖层,有源层和第二覆盖层。本发明所述不可见光发光二极管采用GaAs层和InXGa1‑xAs层作为吸收层,在电流密度大于1A/mm2情况下,可有效去除可见光部分,有效解决不可见光发光二极管的红爆现象。

技术研发人员:冯彦斌,高文浩,梁倩,吴超瑜
受保护的技术使用者:泉州三安半导体科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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