[发明专利]一种高亮度近红外发光二极管及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高亮度近红外发光二极管及其制备方法，该发光二极管包括自下到上依次设置有N型欧姆接触层、介质膜窗口层、制备好的外延片、P型欧姆接触层和P型电极，所述介质膜窗口层上设置有窗口层图案。在n型GaAs衬底和N型欧姆接触层之间设置介质膜形成的介质膜窗口层，介质膜窗口层中无介质膜处可以与n‑GaAs衬底实现良好的欧姆接触，有介质膜处可以阻挡金属与n‑GaAs衬底融合，减少光的吸收，介质膜和N型欧姆接触层可以进一步形成ODR提升反射率。

技术领域

本发明涉及一种高亮度近红外发光二极管及其制备方法，属于光电子技术领域。

背景技术

近红外发光二极管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，广泛用于遥控、逗测、光隔离、光开关、光电控制、目标跟踪等系统。

对于波长900nm-1000nm的近红外发光二极管，由于GaAs衬底在此波段具有较高的透过率，采用传统的正装工艺即可完成制作。但由于N面金属在经过高温合金后，会与n型GaAs融合，导致有源层产生的光被吸收，影响了发光功率。为解决此问题，一种有效的技术措施为对N面金属图形化，通过光刻工艺将整面金属做成点金，减少对光的吸收。但是其腐蚀掉金属的区域是通过导电胶与封装支架接触，由于支架反射率低，对发光功率有一定的影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高亮度近红外发光二极管及其制备方法。

1.LPE：Liquid Phase Epitaxy，液相外延，是在固体衬底表面从过冷饱和溶液中析出囤相物质生长半导体单晶薄膜的方法。

2.MOCVD：也叫做MOVPE，金属有机化学气相沉积系统，MOCVD是以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和V、Ⅵ族元素的氢化物等作为晶体生长源材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长各种Ⅲ-V主族、Ⅱ-Ⅵ副族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。

3.ODR：Omni-directional reflector，全方位反光镜。

本发明的技术方案为：

一种高亮度近红外发光二极管，包括自下到上依次设置有N型欧姆接触层、介质膜窗口层、制备好的外延片、P型欧姆接触层和P型电极，所述介质膜窗口层上设置有窗口层图案。

在外延片的衬底面蒸镀介质膜窗口层，并在介质膜窗口层上制备图形，并制备N型欧姆接触层，介质膜窗口层可以阻挡N型欧姆接触层与制备好的外延片的衬底融合，以免融合导致反射率会降低，同时介质膜窗口层和N型欧姆接触层可以进一步形成ODR提升反射率。

根据本发明优选的，所述介质膜窗口层上的图案为均匀设置的圆形。

根据本发明优选的，所述圆形的直径为20-60μm；优选的，圆形的直径为40μm。

根据本发明优选的，所述圆形之间的距离为40-100μm；优选的，周期为70μm。

根据本发明优选的，介质膜窗口层上图案面积与介质膜窗口层总面积的比例为30％-80％；优选的，介质膜窗口层上图案面积与介质膜窗口层总面积的比例为55％。

根据本发明优选的，所述介质膜窗口层的材质为SiO₂膜、TiO₂膜、Al₂O₃膜中任一种，或者由高折射率介质膜和低折射率介质膜交替生长的多层膜系，高折射率介质膜为TiO₂膜和Al₂O₃膜，所述低折射率膜为SiO₂膜，所述膜系包括2-5对交替生长的高折射率介质膜和低折射率介质膜。

根据本发明优选的，所述N型欧姆接触层为Au与AuGeNi合金组成的膜系或者Au与AuGe合金组成的膜系。