红外发光二极管外延结构及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种红外发光二极管外延结构，其特征在于，所述红外发光二极管外延结构从下至上依次包括：位于衬底上的缓冲层、腐蚀截止层、第一型半导体层、有源层、应力释放层以及第二型半导体层，所述应力释放层为组分渐变的结构层。2.如权利要求1所述的红外发光二极管外延结构，其特征在于，所述应力释放层包括依次层叠在所述有源层上的第一结构层和第二结构层，所述第一结构层中的p组分渐变，所述第二结构层中的al组分渐变。3.如权利要求2所述的红外发光二极管外延结构，其特征在于，所述第一结构层中的p组分从所述有源层指向所述第二型半导体层方向降低；所述第二结构层中的al组分从所述有源层指向所述第二型半导体层方向降低。4.如权利要求2所述的红外发光二极管外延结构，其特征在于，所述第一结构层中的al组分固定不变，且所述第一结构层中的al组分与所述第二结构层最靠近所述第一结构层处的al组分的值相同。5.如权利要求2所述的红外发光二极管外延结构，其特征在于，所述第二型半导体层包括依次层叠的第二型限制层、第二型电流扩展层以及第二型欧姆接触层。6.如权利要求5所述的红外发光二极管外延结构，其特征在于，所述第二型限制层的al组分为m，所述第一结构层的材质包括al
z
ga
1-z
as
1-y
p
y
，其中0≤y≤0.15，m≤z≤m 0.15，且所述第一结构层最靠近所述有源层处的p组分范围为0.05～0.15。7.如权利要求5所述的红外发光二极管外延结构，其特征在于，所述第二型限制层的al组分为m，所述第二结构层为al
x
ga
1-x
as，其中m≤x≤m 0.15。8.如权利要求2所述的红外发光二极管外延结构，其特征在于，所述第一结构层的厚度为5nm～25nm；所述第二结构层的厚度为5nm～25nm。9.如权利要求1所述的红外发光二极管外延结构，其特征在于，所述应力释放层的厚度为10nm～50nm。10.如权利要求1所述的红外发光二极管外延结构，其特征在于，所述应力释放层中掺杂c，且c的掺杂浓度为0.7e18cm-3
～5e18cm-3
。11.如权利要求1所述的红外发光二极管外延结构，其特征在于，所述第一型半导体层包括依次层叠的第一型欧姆接触层、第一型电流扩展层以及第一型限制层。12.如权利要求1所述的红外发光二极管外延结构，其特征在于，所述第一型半导体层为n型半导体层，所述第二型半导体层为p型半导体层。13.一种红外发光二极管外延结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一衬底；在所述衬底上依次生长缓冲层、腐蚀截止层、第一型半导体层、有源层以及应力释放层，且所述应力释放层为组分渐变的结构层；在所述应力释放层上生长第二型半导体层。14.如权利要求13所述的红外发光二极管外延结构的制备方法，其特征在于，所述应力释放层包括依次层叠在所述有源层上的第一结构层和第二结构层，所述第一结构层中的p组分渐变，所述第二结构层中的al组分渐变。15.如权利要求14所述的红外发光二极管外延结构的制备方法，其特征在于，所述第一结构层中的p组分从所述有源层指向所述第二型半导体层方向降低；所述第二结构层中的
al组分从所述有源层指向所述第二型半导体层方向降低。16.如权利要求14所述的红外发光二极管外延结构的制备方法，其特征在于，所述第一结构层中的al组分固定不变，且所述第一结构层中的al组分与所述第二结构层最靠近所述第一结构层处中的al组分的值相同。17.如权利要求14所述的红外发光二极管外延结构的制备方法，其特征在于，所述第二型半导体层包括依次层叠的第二型限制层、第二型电流扩展层以及第二型欧姆接触层。18.如权利要求17所述的红外发光二极管外延结构的制备方法，其特征在于，所述第二型限制层的al组分为m，所述第一结构层的材质包括al
z
ga
1-z
as
1-y
p
y
，其中0≤y≤0.15，m≤z≤m 0.15，且所述第一结构层最靠近所述有源层处的p组分范围为0.05～0.15。19.如权利要求17所述的红外发光二极管外延结构的制备方法，其特征在于，所述第二型限制层的al组分为m，所述第二结构层为al
x
ga
1-x
as，其中m≤x≤m 0.15。20.如权利要求14所述的红外发光二极管外延结构的制备方法，其特征在于，所述第一结构层的厚度为5nm～25nm；所述第二结构层的厚度为5nm～25nm。21.如权利要求13所述的红外发光二极管外延结构的制备方法，其特征在于，所述应力释放层的厚度为10nm～50nm。22.如权利要求13所述的红外发光二极管外延结构的制备方法，其特征在于，所述应力释放层中掺杂c，且c的掺杂浓度为0.7e18cm-3
～5e18cm-3
。23.如权利要求13所述的红外发光二极管外延结构的制备方法，其特征在于，所述第一型半导体层包括依次层叠的第一型欧姆接触层、第一型电流扩展层以及第一型限制层。24.如权利要求13所述的红外发光二极管外延结构的制备方法，其特征在于，所述第一型半导体层为n型半导体层，所述第二型半导体层为p型半导体层。25.如权利要求13所述的红外发光二极管外延结构的制备方法，其特征在于，所述外延结构的制备工艺为mocvd工艺、分子束外延工艺、hvpe工艺、等离子体辅助化学气相沉积以及溅射法中的任意一种。

技术总结
本发明提供了一种红外发光二极管外延结构及其制备方法，其中所述红外发光二极管外延结构从下至上依次包括：位于衬底上的缓冲层、腐蚀截止层、第一型半导体层、有源层、应力释放层以及第二型半导体层，所述应力释放层为组分渐变的结构层。本发明通过在有源层与第二型半导体层之间插入组分渐变的应力释放层，能够增加发光二极管的发光效率，并且能够有效降低电压。压。压。


技术研发人员：廖寅生 李森林 毕京锋
受保护的技术使用者：厦门士兰明镓化合物半导体有限公司
技术研发日：2022.02.21
技术公布日：2022/5/31