一種高晶體質(zhì)量紅外發(fā)光二極管的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種高晶體質(zhì)量紅外發(fā)光二極管，在襯底之上依次形成緩沖層、腐蝕截止層、歐姆接觸層、電流傳輸層、粗化層、第一型導(dǎo)電層、有源層及第二型導(dǎo)電層；有源層由多組的量子壘、降溫層及量子阱三層結(jié)構(gòu)循環(huán)構(gòu)成，降溫層位于量子壘與量子阱之間。本實(shí)用新型解決有源區(qū)的量子阱與其它外延層存在失配，引起的外延層晶體質(zhì)量差的問題，提高紅外發(fā)光二極管量子效率。
【專利說明】一種高晶體質(zhì)量紅外發(fā)光二極管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及紅外發(fā)光二極管【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是指一種高晶體質(zhì)量紅外發(fā)光二極管。

【背景技術(shù)】
[0002]紅外發(fā)光二極管由于具有功耗低、尺寸小和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于通信、遙感裝置等領(lǐng)域。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，紅外發(fā)光二極管主要采用液相外延法生長的異質(zhì)結(jié)作為有源層的紅外發(fā)光二極管，液相外延方法生長的紅外二極管的缺陷在于內(nèi)量子效率較低，功率受到限制。
[0004]隨著對(duì)紅外發(fā)光二極管功率的需求越來越高，制造大功率紅外發(fā)光二極管已成為發(fā)展趨勢(shì)。采用金屬有機(jī)化合物氣相沉積法，外延生長具有量子阱結(jié)構(gòu)的紅外發(fā)光二極管能取得較高的內(nèi)量子效率。
[0005]然而，目前采用金屬有機(jī)化合物氣相沉積法制作具有倒置芯片結(jié)構(gòu)的紅外發(fā)光二極管存在缺陷:一、量子阱材料與其它外延層材料存在失配，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致有源區(qū)的晶體質(zhì)量變差；二、外延初期的磷化物切換到砷化物生長時(shí)，由于磷化物為含In化合物，界面如未處理好，會(huì)導(dǎo)致后續(xù)外延生長的晶體質(zhì)量變差。兩種因素的存在影響紅外發(fā)光二極管量子效率的提升。因此，改善外延晶體質(zhì)量，成為提高紅外發(fā)光二極管發(fā)光效率的一條途徑，本案由此產(chǎn)生。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種高晶體質(zhì)量紅外發(fā)光二極管，以解決有源區(qū)的量子阱與其它外延層存在失配，引起的外延層晶體質(zhì)量差的技術(shù)問題，提高紅外發(fā)光二極管發(fā)光效率。
[0007]為達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案為:
[0008]一種高晶體質(zhì)量紅外發(fā)光二極管，在襯底之上依次形成緩沖層、腐蝕截止層、歐姆接觸層、電流傳輸層、粗化層、第一型導(dǎo)電層、有源層及第二型導(dǎo)電層；有源層由多組的量子壘、降溫層及量子阱三層結(jié)構(gòu)循環(huán)構(gòu)成，降溫層位于量子壘與量子阱之間。
[0009]進(jìn)一步,所述降溫層的厚度為2_6nm。
[0010]進(jìn)一步，所述降溫層為組分漸變降溫層，且有效組分由量子壘至量子阱方向逐漸降低。
[0011]進(jìn)一步，所述組分漸變降溫層由AlGaAs材料構(gòu)成，且Al組分的重量含量由量子壘至量子阱方向逐漸降低。
[0012]進(jìn)一步，所述由AlGaAs材料構(gòu)成的組分漸變降溫層，其中Al組分的重量含量小于
3% ο
[0013]進(jìn)一步,所述量子壘由AlGaAs材料構(gòu)成,其中Al組分的重量含量大于30%。Al組分高于30%具有較好的電子、空穴限制作用。
[0014]進(jìn)一步，在有源層與第一型導(dǎo)電層之間形成第一溫度過渡層，而在有源層與第二型導(dǎo)電層之間形成第二溫度過渡層。
[0015]進(jìn)一步，第一溫度過渡層的生長材料與第一型導(dǎo)電層的材料相同；第二溫度過渡層的生長材料與第二型導(dǎo)電層的材料相同；第一溫度過渡層及第二溫度過渡層由AlGaAs材料構(gòu)成。
[0016]進(jìn)一步，所述粗化層第一粗化層、第二粗化層、第三粗化層及第四粗化層構(gòu)成；其中，第一粗化層的厚度為10-50nm;第二粗化層的厚度為100_150nm ;第三粗化層的厚度為150-250nm ;第四粗化層的厚度為500_800nm。
[0017]進(jìn)一步，所述粗化層由AlGaAs材料構(gòu)成；腐蝕截止層及電流傳輸層由(AlxGa1Ja5Ina5PM料構(gòu)成，且 O 彡 x 彡 I。
[0018]為達(dá)到制備高晶體質(zhì)量的紅外發(fā)光二極管，需要采用如下外延生長步驟:
[0019]步驟一，在襯底上依次形成外延生長緩沖層、腐蝕截止層、歐姆接觸層及電流傳輸層；
[0020]步驟二，電流傳輸層生長結(jié)束后停頓I分鐘，且反應(yīng)室壓力降低30mbar后開始生長粗化層；
[0021]步驟三，在粗化層之上外延生長第一型導(dǎo)電層；
[0022]步驟四，在第一型導(dǎo)電層上生長量子壘，量子壘采用Al組分較高的AlGaAs材料；
[0023]步驟五，在量子壘外延結(jié)束后，無需生長停頓，改變Al、Ga的生長流量，過渡到Al組分較低AlGaAs材料構(gòu)成的組分漸變降溫層；在生長組分漸變降溫層時(shí)，生長溫度呈漸變式下降；
[0024]采用漸變式生長的方式過渡到Al組分較低的AlGaAs材料，為后續(xù)生長量子阱時(shí)通過直接開In源生長做過渡。由于有源層發(fā)的光是紅外波段，在獲得相同波長條件下，采用的AlGaInAs材料，Al組分越低，In含量會(huì)越少，材料匹配性越好，因此采用量子阱采用Al組分小于3%是較合適的范圍。組分漸變降溫層的厚度不可太厚，如果厚度偏厚會(huì)降低量子阱和量子壘的勢(shì)壘界面的陡峭程度，從而降低了量子壘的電子、空穴的限制作用；但厚度偏薄的情況下，外延生長時(shí)由于Al組分變化太快也會(huì)影響晶體質(zhì)量。因此組分漸變降溫層采用厚度范圍在2-6nm區(qū)間比較合適。
[0025]步驟六，組分漸變降溫層生長完成時(shí)，降溫過程也完成，且生長無停頓，直接外延生長AlGaInAs量子阱層；采用無外延停頓生長可改善量子壘與量子阱之間的生長界面。
[0026]步驟七，量子阱生長結(jié)束后，暫停外延生長，反應(yīng)室溫度回升，且溫度恢復(fù)到與量子壘生長溫度相同。
[0027]量子壘采用較高的溫度生長會(huì)得到較好的材料質(zhì)量，暫停時(shí)間不宜過短，暫停時(shí)間過短會(huì)導(dǎo)致生長完成量子阱時(shí)，AlGaInAs材料的生長界面上In未完全并入，暫停時(shí)間的長短主要根據(jù)升溫的快慢，但也不可以偏長。
[0028]步驟八，繼續(xù)依次生長量子壘、組分漸變降溫層及量子阱，使得有源層由交替生長的多組量子壘、組分漸變降溫層、量子阱構(gòu)成；
[0029]步驟九，在有源層上外延生長第二型導(dǎo)電層。
[0030]進(jìn)一步，在第一型導(dǎo)電層上生長第一溫度過渡層，生長第一溫度過渡層時(shí)溫度呈漸變式下降，在第一溫度過渡層上生長量子壘；在有源區(qū)上生長第二溫度過渡層，第二溫度過渡層的生長溫度呈漸變式上升，溫度數(shù)值恢復(fù)到生長第一型導(dǎo)電層時(shí)的溫度數(shù)值；在第二溫度過渡層上外延生長第二型導(dǎo)電層。
[0031]進(jìn)一步，生長第一溫度過渡層時(shí)，最高生長溫度與最低生長溫度的溫差范圍為15-300C ;生長第二溫度過渡層時(shí)，最高生長溫度與最低生長溫度的溫差范圍為15-30°c。
[0032]第一溫度過渡層的外延生長溫度呈漸變式下降，且降溫范圍為15_30°C。由于量子阱所用的材料適合采用較低的溫度外延生長，因此引入第一溫度過渡層提前降溫，可避免由于量子阱和量子壘之間的降溫幅度偏大，影響量子壘和量子阱的生長界面。
[0033]生長第二溫度過渡層時(shí)，溫差范圍為15_30°C，第二溫度過渡層的生長材料與之相鄰的第二型導(dǎo)電層的材料相同，生長溫度相對(duì)升高有利于第二型導(dǎo)電層獲得較好的晶體質(zhì)量。
[0034]進(jìn)一步，在電流傳輸層上依次生長四層粗化層，四層粗化層采用不同厚度且在不同反應(yīng)室壓力的條件下壓變外延生長；
[0035]生長第一粗化層時(shí)，反應(yīng)室壓力比正常生長壓力降低30_60mbar ；
[0036]生長第二粗化層時(shí)，反應(yīng)室壓力從比正常生長壓力低30-60mbar提高至比正常生長壓力低20-40mbar，采用變壓生長，變壓數(shù)值為10_20mbar ；
[0037]生長第三粗化層時(shí)，反應(yīng)室壓力從比正常生長壓力低20-40mbar提高至比正常生長壓力低10-20mbar，采用變壓生長，變壓數(shù)值為10_20mbar ；
[0038]生長第四粗化層時(shí)，反應(yīng)室壓力從比正常生長壓力低10-20mbar提高至正常生長壓力，采用變壓生長，變壓數(shù)值為10-20mbar。
[0039]本文所述正常生長壓力是指量子阱等外延層的生長壓力，范圍為70-100mbar。
[0040]由于電流傳輸層為含銦的磷化物材料，在此之上外延生長AlGaAs材料，容易導(dǎo)致銦元素?cái)U(kuò)散至AlGaAs材料引起生長界面變差，所述依次生長四層粗化層，四層粗化層采用不同厚度且在不同反應(yīng)室壓力的條件下壓變外延生長工藝有效解決該問題。
[0041]進(jìn)一步，組分漸變降溫層的外延生長溫度的差值范圍為10_40°C。在外延生長組分漸變降溫層時(shí)，生長溫度呈漸變式下降，且降溫范圍在10-40°C區(qū)間。采用生長溫度的下降，是因?yàn)闃?gòu)成量子阱的AlGaInAs材料含有In元素，在較低溫度條件下生長可促進(jìn)In源在AlGaInAs材料外延生長時(shí)的并入效率，減少In源過多的吸附在AlGaInAs材料生長面上懸浮而導(dǎo)致的生長界面惡化。
[0042]進(jìn)一步,量子講結(jié)束生長后,外延生長暫停的時(shí)間范圍為2_5s。
[0043]采用上述方案后，本實(shí)用新型有源層由多組的量子壘、降溫層及量子阱三層結(jié)構(gòu)循環(huán)構(gòu)成，降溫層位于量子壘與量子阱之間，有效解決有源區(qū)的量子阱與其它外延層存在失配，引起的外延層晶體質(zhì)量差的技術(shù)問題，提高紅外發(fā)光二極管發(fā)光效率。
[0044]同時(shí)，在有源層與第一型導(dǎo)電層之間形成第一溫度過渡層，而在有源層與第二型導(dǎo)電層之間形成第二溫度過渡層，進(jìn)一步解決有源區(qū)的量子阱與其它外延層存在失配，弓丨起的外延層晶體質(zhì)量差的技術(shù)問題，提高紅外發(fā)光二極管發(fā)光效率。
[0045]所述粗化層由第一粗化層、第二粗化層、第三粗化層及第四粗化層構(gòu)成，解決磷化物生長切換到砷化物生長容易導(dǎo)致晶體質(zhì)量下降技術(shù)問題。
[0046]所述高晶體質(zhì)量紅外發(fā)光二極管的制作方法，解決生長有源區(qū)由于采用的量子阱構(gòu)成材料與其它外延層存在失配，引起的外延層晶體質(zhì)量差，而導(dǎo)致紅外發(fā)光二極管的內(nèi)量子效率不高，且與理論值偏差較大的問題。通過在有源區(qū)生長時(shí)，采用有源層由交替生長的多組量子壘、組分漸變降溫層、量子阱構(gòu)成的外延結(jié)構(gòu)、生長溫度梯度、生長過程控制、生長界面等外延生長工藝，解決了外延生長時(shí)量子魚與量子講、量子講與量子魚由于材料失配及生長界面惡化而引起的外延層晶體質(zhì)量變差的問題。通過改善有源區(qū)晶體質(zhì)量，提高了發(fā)光二極管的內(nèi)量子發(fā)光效率，使得紅外發(fā)光二極管的內(nèi)量子效率與理論值接近。
[0047]在第一型導(dǎo)電層上生長第一溫度過渡層，在有源區(qū)上生長第二溫度過渡層，進(jìn)一步解決了外延生長時(shí)量子壘與量子阱、量子阱與量子壘由于材料失配及生長界面惡化而引起的外延層晶體質(zhì)量變差的問題。
[0048]同時(shí)，通過在電流傳輸層上依次生長四層粗化層，四層粗化層采用不同厚度且在不同反應(yīng)室壓力的條件下壓變外延生長；解決磷化物生長切換到砷化物生長容易導(dǎo)致晶體質(zhì)量下降技術(shù)問題，即通過磷化物生長切換到砷化物生長采用界面停頓處理、低壓形核及變壓生長，改善在磷化物上生長砷化物的晶體質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0049]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的外延結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的生長壓力隨生長厚度(生長時(shí)間)的變化曲線；
[0051]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例一生長過程的溫度曲線及停頓、材料組分變化情況示意圖；
[0052]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例一的外延生長反射率曲線對(duì)比其它外延生長技術(shù)的外延生長反射率曲線截圖；
[0053]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例二的生長的外延結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例二的生長壓力隨生長厚度(生長時(shí)間)的變化曲線；
[0055]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例二生長過程的溫度曲線及停頓、材料組分變化情況示意圖。
[0056]標(biāo)號(hào)說明
[0057]襯底I緩沖層2
[0058]腐蝕截止層3歐姆接觸層4
[0059]電流傳輸層5粗化層6
[0060]第一粗化層61第二粗化層62
[0061]第三粗化層63第四粗化層64
[0062]第一型導(dǎo)電層7第一溫度過渡層8
[0063]有源層9量子壘91
[0064]組分漸變降溫層92 量子阱93
[0065]第二溫度過渡層10 第二型導(dǎo)電層11。

【具體實(shí)施方式】
[0066]以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)描述。
[0067]實(shí)施例一
[0068]參閱圖1至圖4所示，本實(shí)用新型揭示的一種高晶體質(zhì)量紅外發(fā)光二極管，由襯底I至下而上依次為生長緩沖層2、腐蝕截止層3、歐姆接觸層4、電流傳輸層5、粗化層6、第一型導(dǎo)電層7、第一溫度過渡層8、有源層9、第二溫度過渡層10及第二型導(dǎo)電層11。
[0069]粗化層6由四部分組成，分別為第一粗化層61、第二粗化層62、第三粗化層63、第四粗化層64。
[0070]有源層9由七組量子壘91、組分漸變降溫層92及量子阱93交替構(gòu)成。
[0071]為達(dá)到制備高晶體質(zhì)量的紅外發(fā)光二極管，需要采用如下外延生長步驟:
[0072]1、采用反應(yīng)室壓力lOOmbar，生長溫度650°C條件下，在GaAs襯底I上依次外延生長緩沖層2、腐蝕截止層3、歐姆接觸層4、電流傳輸層5。緩沖層3、歐姆接觸層4采用GaAs材料；腐蝕截止層3及電流傳輸層5采用Gaa5Ina5P材料，且O < x < I。
[0073]2、在電流傳輸層5生長結(jié)束后，生長停頓I分鐘且反應(yīng)室壓力降低60mbar，接著開始生長粗化層6，粗化層6采用AlGaAs材料，具體生長壓力隨生長厚度(生長時(shí)間)的變化曲線如圖2所示。
[0074]3、粗化層6采用四層不同厚度且在不同反應(yīng)室壓力的條件下壓變外延生長。
[0075]生長第一粗化層61時(shí),采用反應(yīng)室壓力40mbar,且外延厚度為50nm。
[0076]生長第二粗化層62時(shí)，反應(yīng)室壓力采用變壓生長，反應(yīng)室壓力從40mbar提高6Ombar外延變壓生長50nm ;反應(yīng)室壓力在60mbar外延生長lOOnm。
[0077]生產(chǎn)第三粗化層63時(shí)，反應(yīng)室壓力采用變壓生長，反應(yīng)室壓力從60mbar提高8Ombar外延變壓生長50nm ;反應(yīng)室壓力在80mbar外延生長200nm。
[0078]生長第四粗化層64，反應(yīng)室壓力采用變壓生長，反應(yīng)室壓力從SOmbar提高10mbar外延變壓生長50nm ;反應(yīng)室壓力在10mbar外延生長500nm。
[0079]4、在粗化層6之上外延生長第一型導(dǎo)電層7，第一型導(dǎo)電層7采用AlGaAs材料。
[0080]5、在第一型導(dǎo)電層7上生長第一溫度過渡層8，第一溫度過渡層8的生長材料與之相鄰的第一型導(dǎo)電層7的AlGaAs材料相同。生長第一溫度過渡層9時(shí)溫度呈漸變式下降，且降溫幅度為20°C。
[0081]6、在第一溫度過渡層8上生長量子壘91，量子壘91的材料采用高Al組分的AlGaAs 材料，且 Al 組分為 40% 的 Al0.4Ga0.6As。
[0082]7、在量子壘91外延結(jié)束之后，無需生長停頓，改變Al、Ga的生長流量，直接過渡到低Al組分材料Alatl2Gaa98As的組分漸變降溫層92。組分漸變降溫層92構(gòu)成材料的Al組分是漸變生長。組分漸變降溫層92的厚度采用4nm。
[0083]8、在生長組分漸變降溫層92的時(shí)候，生長溫度呈漸變式的下降，且降溫大小為30。。。
[0084]9、待降溫完成且生長組分漸變降溫層92剛好生長完成，無需生長停頓，直接外延生長Alatl2Gaa93Inatl5As量子講93外延層。
[0085]10、量子阱93生長完成后，暫停外延生長，暫停時(shí)間采用3s ;且反應(yīng)室溫度回升至生長量子壘時(shí)的溫度大小。
[0086]11、外延交替生長7組的量子壘91、組分漸變降溫層92及量子阱93，生長暫停并回溫，且每組的外延生長工藝如上所述循環(huán)。具體生長過程的溫度曲線、停頓、材料組分變化情況如圖3所示。
[0087]12、在有源區(qū)9上生長第二溫度過渡層10，第二溫度過渡層10外延溫度呈漸變式上升，溫度大小恢復(fù)到與生長第一型導(dǎo)電層7的溫度相同；生長第二溫度過渡層10時(shí)，溫差采用20°C。第二溫度過渡層10的生長材料與之相鄰的第二型導(dǎo)電層11的AlGaAs材料相同。
[0088]13、在第二溫度過渡層10上外延生長第二型導(dǎo)電層11，第二型導(dǎo)電層11由AlGaAs材料組成。
[0089]如圖4所示，上方曲線a為采用以上實(shí)施例一的外延工藝的生長過程檢測(cè)到的反射率曲線圖，下方曲線b為其它外延工藝及方法的生長過程檢測(cè)到的反射率曲線圖。對(duì)比圖4的上方曲線a和下方曲線b截圖，可以明顯看出上方曲線a的反射率一直穩(wěn)定在某一數(shù)值，而下方曲線b的反射率在開始生長有源區(qū)時(shí)反射率就變低，且長完有源區(qū)后數(shù)值逐漸明顯下降。說明采用本實(shí)用新型的外延工藝在生長完有源層之后晶體質(zhì)量并沒有變差，而未采用本實(shí)用新型技術(shù)的外延工藝在生長有源層時(shí)晶體質(zhì)量開始變差，且有源層及后續(xù)生長的外延層的晶體質(zhì)量變差越來越明顯。
[0090]實(shí)施例二
[0091]實(shí)施例二與實(shí)施例一的區(qū)別在于:有源層9由六組量子壘91、組分漸變降溫層92及量子阱93交替構(gòu)成，而實(shí)施例一為七組。
[0092]如圖5所示，一種紅外發(fā)光二極管，由襯底I至下而上依次為生長緩沖層2、腐蝕截止層3、歐姆接觸層4、電流傳輸層5、粗化層6、第一型導(dǎo)電層7、第一溫度過渡層8、有源層9、第二溫度過渡層10、第二型導(dǎo)電層11。
[0093]粗化層6由四部分組成，分別為第一粗化層61、第二粗化層62、第三粗化層63、第四粗化層64 ;有源層9由六組量子壘91、組分漸變降溫層92及量子阱93交替構(gòu)成。
[0094]為達(dá)到制備高晶體質(zhì)量的紅外發(fā)光二極管，需要采用如下外延生長步驟:
[0095]1、采用反應(yīng)室壓力70mbar，生長溫度620°C條件下，在GaAs襯底I上依次外延生長緩沖層2、腐蝕截止層3、歐姆接觸層4、電流傳輸層5。緩沖層2、歐姆接觸層4采用GaAs材料；腐蝕截止層3及電流傳輸層5采用(Ala5Gaa5)a5Ina5P材料。
[0096]2、在電流傳輸層5生長結(jié)束后，生長停頓I分鐘且反應(yīng)室壓力降低40mbar，接著開始生長粗化層6，粗化層6采用AlGaAs材料。具體生長壓力隨生長厚度(生長時(shí)間)的變化曲線如圖6所示。
[0097]3、粗化層6采用四層不同厚度且在不同反應(yīng)室壓力的條件下壓變外延生長。生長第一粗化層61時(shí)，采用反應(yīng)室壓力30mbar，且外延厚度為40nm。生長第二粗化層62時(shí)，反應(yīng)室壓力采用變壓生長，反應(yīng)室壓力從30mbar提高40mbar外延變壓生長30nm ;反應(yīng)室壓力在40mbar外延生長70nm。生長第三粗化層63是，反應(yīng)室壓力采用變壓生長，反應(yīng)室壓力從40mbar提高50mbar外延變壓生長30nm ;反應(yīng)室壓力在50mbar外延生長170nm。生長第四粗化層64時(shí)，反應(yīng)室壓力采用變壓生長，反應(yīng)室壓力從50mbar提高70mbar外延變壓生長60nm ;反應(yīng)室壓力在70mbar外延生長700nm。
[0098]4、在粗化層6之上外延生長第一型導(dǎo)電層7，第一型導(dǎo)電層7采用AlGaAs材料。
[0099]5、在第一型導(dǎo)電層7上生長第一溫度過渡層8，第一溫度過渡層8的生長材料與之相鄰的第一型導(dǎo)電層7的AlGaAs材料相同。生長第一溫度過渡層8時(shí)溫度呈漸變式下降，且降溫幅度為25°C。
[0100]6、在第一溫度過渡層8上生長量子壘91，量子壘91的材料采用高Al組分的AlGaAs 材料，且 Al 組分為 35% 的 Al0.35Ga0.65As。
[0101]7、在量子壘91外延結(jié)束之后，無需生長停頓，改變Al、Ga的生長流量，直接過渡到低Al組分材料Alatl3Gaa97As的組分漸變降溫層92。組分漸變降溫層92構(gòu)成材料的Al組分是漸變生長。組分漸變降溫層92的厚度采用3nm。
[0102]8、在生長組分漸變降溫層92的時(shí)候，生長溫度呈漸變式的下降，且降溫大小為15。。。
[0103]9、待降溫完成且生長組分漸變降溫層92剛好生長完成，無需生長停頓，直接外延生長Alatl28Gaa 922Inatl5As量子講93外延層。
[0104]10、量子阱93生長完成后，暫停外延生長，暫停時(shí)間采用2s;且反應(yīng)室溫度回升至生長量子壘91時(shí)的溫度大小。
[0105]11、外延交替生長六組的量子壘91、組分漸變降溫層92及量子阱93，生長暫停并回溫，且每組的外延生長工藝如上所述循環(huán)。具體生長過程的溫度曲線、停頓、材料組分變化情況如圖7所示。
[0106]12、在有源區(qū)9上生長第二溫度過渡層10，第二溫度過渡層10外延溫度呈漸變式上升，溫度大小恢復(fù)到與生長第一型導(dǎo)電層7的溫度相同；生長第二溫度過渡層10時(shí)，溫差采用20°C。第二溫度過渡層10的生長材料與之相鄰的第二型導(dǎo)電層11的AlGaAs材料相同。
[0107]13、在第二溫度過渡層10上外延生長第二型導(dǎo)電層11，第二型導(dǎo)電層11由AlGaAs材料組成。
[0108]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本案設(shè)計(jì)的限制，凡依本案的設(shè)計(jì)關(guān)鍵所做的等同變化，均落入本案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高晶體質(zhì)量紅外發(fā)光二極管，其特征在于:在襯底之上依次形成緩沖層、腐蝕截止層、歐姆接觸層、電流傳輸層、粗化層、第一型導(dǎo)電層、有源層及第二型導(dǎo)電層；有源層由多組的量子壘、降溫層及量子阱三層結(jié)構(gòu)循環(huán)構(gòu)成，降溫層位于量子壘與量子阱之間。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高晶體質(zhì)量紅外發(fā)光二極管，其特征在于:所述降溫層的厚度為2-6nm。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高晶體質(zhì)量紅外發(fā)光二極管，其特征在于:所述降溫層為組分漸變降溫層，且有效組分由量子壘至量子阱方向逐漸降低。
4.如權(quán)利要求3所述的一種高晶體質(zhì)量紅外發(fā)光二極管，其特征在于:所述組分漸變降溫層構(gòu)成材料包括AlGaAs三五族化合物，且Al組分的重量含量由量子壘至量子阱方向逐漸降低。
5.如權(quán)利要求1所述的一種高晶體質(zhì)量紅外發(fā)光二極管，其特征在于:在有源層與第一型導(dǎo)電層之間形成第一溫度過渡層，而在有源層與第二型導(dǎo)電層之間形成第二溫度過渡層。
6.如權(quán)利要求1所述的一種高晶體質(zhì)量紅外發(fā)光二極管，其特征在于:第一溫度過渡層的生長材料與第一型導(dǎo)電層的材料相同；第二溫度過渡層的生長材料與第二型導(dǎo)電層的材料相同；第一溫度過渡層及第二溫度過渡層由AlGaAs材料構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1所述的一種高晶體質(zhì)量紅外發(fā)光二極管，其特征在于:所述粗化層由第一粗化層、第二粗化層、第三粗化層及第四粗化層構(gòu)成；其中，第一粗化層的厚度為10-50nm ;第二粗化層的厚度為100_150nm ;第三粗化層的厚度為150_250nm ;第四粗化層的厚度為 500-800nm。
【文檔編號(hào)】H01L33/06GK204144300SQ201420449810
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】林志偉, 陳凱軒, 白繼鋒, 楊凱, 卓祥景, 張永, 姜偉, 蔡建九, 劉碧霞 申請(qǐng)人:廈門乾照光電股份有限公司