[发明专利]940nm红外LED的外延结构及其制备方法

说明书

本发明提供一种940nm红外LED的外延结构及其制备方法，属于显示设备领域。外延结构从下至上依次包括衬底(1)、衬底缓冲层(2)、下覆盖层(3)、下波导层(4)、第一有源层(5)、晶格缓冲层(6)、第二有源层(7)、上波导层(8)、电流限制层(9)、上覆盖层(10)、窗口层(11)和欧姆接触层(12)，所述第一覆盖层(3)包括第一覆盖层(3‑1)和第二覆盖层(3‑2)。本发明能提高外延结构的晶格质量、提供高势垒电子、减少阱垒的失配效应、提高有源层阱的质量、提高器件的发光效率、提高电子‑空穴的复合率而提升器件的发光效率、使器件电流可以均匀分布、提高欧姆接触质量，因而可以多方位地提高基于该外延结构的940nm红外LED的光电转换效率。

技术领域

本发明涉及显示设备技术领域，特别涉及一种940nm红外LED的外延结构及其制备方法。

背景技术

红外LED是一种将电能转换为光能的近红外发光器件，它具有体积小、功耗低、指向性好等一系列优点，泛用于遥控、遥测、光隔离、光开关、光电控制、目标跟踪等系统中。940nm红外LED主要用在家电类的红外遥控器中。由于940nm红外线为不可见光，因此对环境的影响很小、且红外光波动波长远小于无线电波的波长，所以940nm红外线遥控不会影响其它家用电器，也不会影响临近的无线电设备。然而，目前的940nm红外LED的光电转换效率较低，因此，如何提高940nm红外LED的光电转换效率，受到广泛关注。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高940nm红外LED的光电转换效率的940nm红外LED的外延结构及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

第一方面，提供了一种940nm红外LED的外延结构，所述外延结构从下至上依次包括衬底、衬底缓冲层、下覆盖层、下波导层、第一有源层、晶格缓冲层、第二有源层、上波导层、电流限制层、上覆盖层、窗口层和欧姆接触层，所述第一覆盖层包括第一覆盖层和第二覆盖层。

可选地，所述衬底缓冲层的材质为GaAs，掺杂材料为Si，掺杂浓度为1×10¹⁸～2×10¹⁸cm^-3，厚度为0.15～0.3μm。

可选地，所述第一覆盖层的材质为(Al_xGa_(1-x))_0.5As_0.5，x取值范围为0.1～0.2，厚度为0.8～1μm；第二覆盖层的材质为(Al_xGa_(1-x))_0.5As_0.5，x的取值范围为0.2～0.4，厚度为0.3～0.4μm；第一覆盖层和第二覆盖层的掺杂材料均为Si，掺杂浓度均为1×10¹⁸～1.8×10¹⁸cm^-3。

可选地，所述下波导层的材质为(Al_xGa_(1-x))_0.5As_0.5，x取值范围为0.05～0.1，厚度为0.5～0.65μm。

可选地，所述第一有源层和第二有源层均为非对称耦合量子阱结构；所述非对称耦合量子阱结构包括交替生长的垒层和阱层；阱层的材质为InGaAs，厚度为0.004～0.006μm；垒层的材质为(Al_xGa_(1-x))_0.5As_0.5，x取值范围为0.05～0.1，厚度为0.02～0.03μm。

可选地，所述第一有源层和第二有源层均由6对非对称耦合量子阱组成。