隧穿结及制备方法、多结红外LED外延结构及制备方法与流程

技术特征：
1.一种隧穿结，其特征在于，由下至上依次包括第一过渡层、隧穿结材料层和第二过渡层，所述第一过渡层和第二过渡层中均包含有al组份，且所述第一过渡层和第二过渡层均掺杂有不同类型的掺杂剂，所述第一过渡层和第二过渡层均为掺杂浓度渐变层，且均为al组份渐变层。2.如权利要求1所述的隧穿结，其特征在于，所述第一过渡层掺杂有p型掺杂剂，所述p型掺杂剂的掺杂浓度由下至上逐渐递增，且所述第一过渡层中的al组份由下至上逐渐递增。3.如权利要求2所述的隧穿结，其特征在于，所述第一过渡层的材料为al
d
ga
1-d
as，其中，d的取值范围为0.3～0.4；所述p型掺杂剂的掺杂浓度范围为4.0
×
10
18
cm-3
～1.0
×
10
19
cm-3
。4.如权利要求1所述的隧穿结，其特征在于，所述第二过渡层掺杂有n型掺杂剂，所述n型掺杂剂的掺杂浓度由下至上逐渐递减，且所述第二过渡层中的al组份由下至上逐渐递减。5.如权利要求4所述的隧穿结，其特征在于，所述第二过渡层的材料为al
e
ga
1-e
as，其中，e的取值范围为0.3～0.4；所述n型掺杂剂的掺杂浓度范围为4.0
×
10
18
cm-3
～1.0
×
10
19
cm-3
。6.如权利要求1所述的隧穿结，其特征在于，所述隧穿结材料层由下至上依次包括第一重掺杂层、非掺杂层和第二重掺杂层，所述第一重掺杂层和第二重掺杂层均掺杂有不同类型的掺杂剂，所述非掺杂层用于隔离所述第一重掺杂层和所述第二重掺杂层。7.如权利要求6所述的隧穿结，其特征在于，所述非掺杂层的材料为in
c
ga
1-c
as，其中，c的取值范围为0.01～0.2。8.如权利要求6所述的隧穿结，其特征在于，所述非掺杂层的厚度为0.2nm～10nm。9.如权利要求6所述的隧穿结，其特征在于，所述第一重掺杂层掺杂有p型掺杂剂，所述第二重掺杂层掺杂有n型掺杂剂，且所述第一重掺杂层的掺杂浓度和所述第二重掺杂层的掺杂浓度均大于2.0
×
10
19
cm-3。10.如权利要求6所述的隧穿结，其特征在于，所述第一重掺杂层的材料为al
a
ga
1-a
as，其中，a的取值范围为0.2～0.8；所述第二重掺杂层的材料为ga
b
in
1-b
p，其中，b的取值范围为0.4～0.8。11.一种隧穿结的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：形成第一过渡层，所述第一过渡层中包含有al组份，且所述第一过渡层为al组份渐变层；在所述第一过渡层上形成隧穿结材料层；以及在所述隧穿结材料层上形成第二过渡层，所述第二过渡层中包含有al组份，且所述第二过渡层为al组份渐变层，其中，所述第一过渡层和第二过渡层均掺杂有不同类型的掺杂剂，且所述第一过渡层和第二过渡层均为掺杂浓度渐变层。12.如权利要求11所述的隧穿结的制备方法，其特征在于，所述第一过渡层掺杂有p型掺杂剂，所述p型掺杂剂的掺杂浓度由下至上逐渐递增，且所述第一过渡层中的al组份由下至上逐渐递增。13.如权利要求12所述的隧穿结的制备方法，其特征在于，所述第一过渡层的材料为al
d
ga
1-d
as，其中，d的取值范围为0.3～0.4；所述p型掺杂剂的掺杂浓度范围为4.0
×
10
18
cm-3
～1.0
×
10
19
cm-3
。
14.如权利要求11所述的隧穿结的制备方法，其特征在于，所述第二过渡层掺杂有n型掺杂剂，所述n型掺杂剂的掺杂浓度由下至上逐渐递减，且所述第二过渡层中的al组份由下至上逐渐递减。15.如权利要求14所述的隧穿结的制备方法，其特征在于，所述第二过渡层的材料为al
e
ga
1-e
as，其中，e的取值范围为0.3～0.4；所述n型掺杂剂的掺杂浓度范围为4.0
×
10
18
cm-3
～1.0
×
10
19
cm-3
。16.如权利要求11所述的隧穿结的制备方法，其特征在于，形成所述隧穿结材料层包括由下至上依次形成第一重掺杂层、非掺杂层和第二重掺杂层，所述第一重掺杂层和第二重掺杂层均掺杂有不同类型的掺杂剂，所述非掺杂层用于隔离所述第一重掺杂层和所述第二重掺杂层。17.如权利要求16所述的隧穿结的制备方法，其特征在于，所述非掺杂层的材料为in
c
ga
1-c
as，其中，c的取值范围为0.01～0.2。18.如权利要求16所述的隧穿结的制备方法，其特征在于，所述非掺杂层的厚度为0.2nm～10nm。19.如权利要求16所述的隧穿结的制备方法，其特征在于，所述第一重掺杂层掺杂有p型掺杂剂，所述第二重掺杂层掺杂有n型掺杂剂，且所述第一重掺杂层的掺杂浓度和所述第二重掺杂层的掺杂浓度均大于2.0
×
10
19
cm-3
。20.如权利要求16所述的隧穿结的制备方法，其特征在于，所述第一重掺杂层的材料为al
a
ga
1-a
as，其中，a的取值范围为0.2～0.8；所述第二重掺杂层的材料为ga
b
in
1-b
p，其中，b的取值范围为0.4～0.8。21.一种多结红外led外延结构，其特征在于，包括如权利要求1～10中任一项所述的隧穿结，还包括堆叠于衬底上的至少两个led结构，在每相邻两个所述led结构之间均设置有一所述隧穿结。22.如权利要求21所述的多结红外led外延结构，其特征在于，所述led结构由下至上依次包括n型半导体层、有源层和p型半导体层。23.如权利要求21所述的多结红外led外延结构，其特征在于，所述多结红外led外延结构还包括位于所述衬底和所述led结构之间的缓冲层和腐蚀停止层，所述缓冲层和腐蚀停止层依次设置在所述衬底上。24.如权利要求22所述的多结红外led外延结构，其特征在于，所述多结红外led外延结构由下至上依次包括第一个led结构至第n个led结构，第一个所述led结构和第n个所述led结构均还包括电流扩展层和欧姆接触层，第一个所述led结构中，所述电流扩展层和欧姆接触层均位于所述n型半导体层侧；第n个所述led结构中，所述电流扩展层和欧姆接触层均位于所述p型半导体层侧，其中，n≥2，且为正整数。25.如权利要求24所述的多结红外led外延结构，其特征在于，第一个所述led结构中，所述电流扩展层位于所述欧姆接触层和n型半导体层之间，且所述电流扩展层掺杂有n型掺杂剂；以及第n个所述led中，所述电流扩展层位于所述欧姆接触层和p型半导体层之间，且所述电流扩展层掺杂有p型掺杂剂。
26.一种多结红外led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；在所述衬底上交替形成led结构和隧穿结，以得到n个所述led结构和n-1个所述隧穿结，每个所述隧穿结均位于相邻两个所述led结构之间，且第n个所述led结构位于第n-1个所述隧穿结上，从而形成多结红外led外延结构，其中，n≥2，且为正整数。27.如权利要求26所述的多结红外led外延结构的制备方法，其特征在于，形成所述led结构包括由下至上依次形成n型半导体层、有源层和p型半导体层。28.如权利要求26所述的多结红外led外延结构的制备方法，其特征在于，还包括在所述衬底和所述led结构之间形成缓冲层和腐蚀停止层，所述缓冲层和腐蚀停止层依次设置在所述衬底上。29.如权利要求27所述的多结红外led外延结构的制备方法，其特征在于，所述多结红外led外延结构由下至上依次包括第一个led结构至第n个led结构，第一个所述led结构和第n个所述led结构均还包括电流扩展层和欧姆接触层，第一个所述led结构中，所述电流扩展层和欧姆接触层均位于所述n型半导体层侧；第n个所述led结构中，所述电流扩展层和欧姆接触层均位于所述p型半导体层侧。30.如权利要求29所述的多结红外led外延结构的制备方法，其特征在于，第一个所述led结构中，所述电流扩展层位于所述欧姆接触层和n型半导体层之间，且所述电流扩展层掺杂有n型掺杂剂；以及第n个所述led中，所述电流扩展层位于所述欧姆接触层和p型半导体层之间，且所述电流扩展层掺杂有p型掺杂剂。

技术总结
本发明提供一种隧穿结及制备方法、多结红外LED外延结构及制备方法，隧穿结由下至上依次包括第一过渡层、隧穿结材料层和第二过渡层，所述第一过渡层和第二过渡层中均包含有Al组份，且所述第一过渡层和第二过渡层均掺杂有不同类型的掺杂剂，所述第一过渡层和第二过渡层均为掺杂浓度渐变层，且均为Al组份渐变层，可以有效改善所述隧穿结和所述多结红外LED外延结构中位于所述隧穿结上的LED结构的晶体质量，减小串联电阻，降低工作电压。降低工作电压。降低工作电压。


技术研发人员：王亚宏 李森林 廖寅生 薛龙 赖玉财 董雪振 谢岚驰
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：2022.11.09
技术公布日：2023/2/3