CN114551671A - Led外延结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种LED外延结构及其制备方法，其中所述LED外延结构从下至上依次包括：位于衬底上的缓冲层、n型DBR层、隧穿层、p型半导体层、有源层以及n型半导体层，其中，所述p型半导体层包括依次层叠的p型限制层和p型波导层，所述隧穿层包括依次层叠的掺杂n型层和掺杂p型层。本发明通过在n型DBR层与p型限制层之间引入一个隧穿层，可以减小n型DBR层和p型限制层之间的晶格失配产生的应力，进而可以减少外延结构的生长翘曲；而且所述隧穿层还可以提供隧穿电流，使得n型DBR层和p型限制层形成的反向PN结导通。除此之外，所述LED外延结构的制备方法简单。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种LED外延结构及其制备方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是通过半导体材料中导带电子和价带空穴的辐射复合产生光子，将电能直接转化为光能的电子元器件。LED已在很多高效固态照明领域中得到广泛的应用。传统红光LED外延结构为“p面朝上”，即在n型GaAs衬底上依次生长n型半导体层、有源层、p型半导体层。对于红光LED芯片，GaAs衬底会强吸收有源层发射的红光，导致红光LED的发光效率较低。为提高LED的发光效率，在原有结构的基础上，引入DBR结构，通过将射向衬底的部分光反射，避免衬底的吸收，提升光萃取效率。此外，LED芯片工艺发展了倒装LED(n面出光)芯片工艺，通过全方位反射镜(ODR)及金属键合工艺，实现了高光效的倒装LED芯片。但相比于正装LED(p面出光)芯片的传统工艺，倒装工艺成本高、流程长、对LED芯片制程工艺要求较高。
目前半导体隧穿层已被广泛研究，并用于半导体器件。隧穿层是n型区和P型区两边都重掺杂的pn结，它的电流/电压(I/V)特性在正向时有负阻现象，在反向时，较低的反向电压可使较大的反向电流通过。当外延结构引入隧穿层时，可以在n型GaAs衬底上，依次生长隧穿层、p型半导体层、有源层、n型半导体层，此时，隧穿层工作在反向电压下，保证有较大的反方向电流通过，使得LED能够正向导通。但是，该半导体器件中的p型半导体层包括位于隧穿层和p型限制层之间的p型DBR层，而p型DBR层的外延制备工艺难度比较高。
因此，有必要提供一种LED外延结构及其制备方法，使LED能够有效反向导通，同时制备方法简单。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED外延结构及其制备方法，以使LED能够有效反向导通，同时制备方法简单。
为了实现上述目的以及其他相关目的，本发明提供了一种LED外延结构，从下至上依次包括：位于衬底上的缓冲层、n型DBR层、隧穿层、p型半导体层、有源层以及n型半导体层，其中，所述p型半导体层包括依次层叠的p型限制层和p型波导层，所述隧穿层包括依次层叠的掺杂n型层和掺杂p型层。
可选的，在所述的LED外延结构中，所述掺杂n型层的材质包括AlxGa1-xAs，且x的范围为0.4～1。
可选的，在所述的LED外延结构中，所述掺杂n型层的厚度为0.5nm～50nm。
可选的，在所述的LED外延结构中，所述掺杂n型层中掺杂Te，且其掺杂浓度大于2.0×1019cm-3。
可选的，在所述的LED外延结构中，所述掺杂p型层的材质包括AlyGa1-yAs，且y的范围为0.4～1。
可选的，在所述的LED外延结构中，所述掺杂p型层的厚度为0.5nm～50nm。
可选的，在所述的LED外延结构中，所述掺杂p型层中掺杂C，且其掺杂浓度大于1.0×1020cm-3。
可选的，在所述的LED外延结构中，所述n型DBR层的反射中心波长范围为570nm～1000nm。
可选的，在所述的LED外延结构中，所述n型DBR层包括N段不同厚度以及不同Al组分的超晶格结构层，且N的范围为1～10。
可选的，在所述的LED外延结构中，每一所述超晶格结构层为AlaGa1-aAs与AlzGa1- zAs组成的超晶格结构，且a的范围为0.8～1，z的范围为0.4～0.8。
可选的，在所述的LED外延结构中，所述n型DBR层中掺杂Si。
可选的，在所述的LED外延结构中，所述n型半导体层包括依次层叠的n型波导层、n型限制层、n型窗口层和n型欧姆接触层。
可选的，在所述的LED外延结构中，所述n型欧姆接触层的材质包括GaAs，且所述n型欧姆接触层中掺杂Te，其掺杂浓度大于1.0×1020cm-3。
可选的，在所述的LED外延结构中，所述衬底包括n型GaAs衬底。
为了实现上述目的以及其他相关目的，本发明还提供了一种LED外延结构的制备方法，包括以下步骤：
提供一衬底；
在所述衬底上依次生长缓冲层、n型DBR层以及隧穿层，所述隧穿层包括依次层叠的掺杂n型层和掺杂p型层；
在所述隧穿层上依次生长p型半导体层、有源层以及n型半导体层，所述p型半导体层包括依次层叠的p型限制层和p型波导层。
可选的，在所述的LED外延结构的制备方法中，所述掺杂n型层的材质包括AlxGa1- xAs，且x的范围为0.4～1。
可选的，在所述的LED外延结构的制备方法中，所述掺杂n型层的厚度为0.5nm～50nm。
可选的，在所述的LED外延结构的制备方法中，所述掺杂n型层中掺杂Te，且其掺杂浓度大于2.0×1019cm-3。
可选的，在所述的LED外延结构的制备方法中，所述掺杂p型层的材质包括AlyGa1- yAs，且y的范围为0.4～1。
可选的，在所述的LED外延结构的制备方法中，所述掺杂p型层的厚度为0.5nm～50nm。
可选的，在所述的LED外延结构的制备方法中，所述掺杂p型层中掺杂C，且其掺杂浓度大于1.0×1020cm-3。
可选的，在所述的LED外延结构的制备方法中，所述n型DBR层的反射中心波长范围为570nm～1000nm。
可选的，在所述的LED外延结构的制备方法中，所述n型DBR层包括N段不同厚度以及不同Al组分的超晶格结构层，且N的范围为1～10。
可选的，在所述的LED外延结构的制备方法中，每一所述超晶格结构层为AlaGa1- aAs与AlzGa1-zAs组成的超晶格结构，且a的范围为0.8～1，z的范围为0.4～0.8。
可选的，在所述的LED外延结构的制备方法中，所述n型DBR层中掺杂Si。
可选的，在所述的LED外延结构的制备方法中，所述n型半导体层包括依次层叠的n型波导层、n型限制层、n型窗口层和n型欧姆接触层。
可选的，在所述的LED外延结构的制备方法中，所述n型欧姆接触层的材质包括GaAs，且所述n型欧姆接触层中掺杂Te，其掺杂浓度大于1.0×1020cm-3。
可选的，在所述的LED外延结构的制备方法中，所述衬底包括n型GaAs衬底。
可选的，在所述的LED外延结构的制备方法中，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。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
本发明通过在n型DBR层与p型限制层之间引入一个隧穿层结构，可以释放生长过程中产生的应力，减少外延结构的生长翘曲；而且还可以提供隧穿电流，使得n型DBR层和p型限制层形成的反向PN结导通。同时由于反向PN结导通，使得原有的NPN型三极晶体管结构变为PN结二极管结构。除此之外，本发明在n型DBR层与p型限制层之间引入隧穿层，不仅保证了隧穿层能够有效反向导通，也避免了p型DBR的制备工艺，降低了工艺制备难度和成本。
附图说明
图1是本发明一实施例的LED外延结构的结构示意图；
图2是本发明一实施例的LED外延结构的制备方法的流程图；
图1中，
10-衬底，20-LED外延结构，201-缓冲层，202-n型DBR层，203-隧穿层，204-p型限制层，205-p型波导层，206-有源层，207-n型波导层，208-n型限制层，209-n型窗口层，210-n型欧姆接触层。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的LED外延结构及其制备方法作进一步详细说明。根据下面说明书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
在对按照本发明的实施方式进行说明之前，事先对下述内容进行说明。仅标记为“AlInP”时，表示Al、In的总和与P的化学组成比为1：1，Al与In的比率不固定的任意的化合物。另外，仅标记为“AlGaAs”时，表示Al、Ga的总和与As的化学组成比为1：1，Al与Ga的比率不固定的任意的化合物。
参阅图1，所述LED外延结构20从下至上依次包括：位于衬底10上的缓冲层201、n型DBR层202、隧穿层203、p型半导体层、有源层206以及n型半导体层，其中，所述p型半导体层包括依次层叠的p型限制层204和p型波导层205，所述隧穿层203包括依次层叠的掺杂n型层和掺杂p型层。即所述隧穿层203位于所述n型DBR层202与所述p型限制层204之间。
所述n型半导体层包括依次层叠的n型波导层207、n型限制层208、n型窗口层209和n型欧姆接触层210。
参阅图2，所述LED外延结构20的制备方法具体包括以下步骤：
步骤S1：提供一衬底10；
步骤S2：在所述衬底10上依次生长缓冲层201、n型DBR层202以及隧穿层203，其中所述隧穿层203包括依次层叠的掺杂n型层和掺杂p型层。
步骤S3：在所述隧穿层203上依次生长p型半导体层、有源层206以及n型半导体层，所述p型半导体层包括依次层叠的p型限制层204和p型波导层205。
所述LED外延结构20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，优选为MOCVD工艺。以下具体实施例中以MOCVD工艺为例进行说明。
在步骤S1中，所述衬底10优选为GaAs(砷化镓)衬底，但不限于此。进一步的，所述衬底10优选为n型GaAs衬底，即在GaAs衬底中掺杂n型掺杂剂，可以为硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、碲(Te)中的至少一种，但不限于此。再进一步地，所述n型掺杂剂优选为Si。
在步骤S2中，在所述衬底10上生长缓冲层201。所述缓冲层201，能够减少由于衬底10的表面缺陷导致的外延结构20出现的缺陷和位错，并为下一步生长提供良好的表面质量。所述缓冲层201的材料为GaAs，但不限于此。所述缓冲层201优选为n型缓冲层，即所述缓冲层201中掺杂n型掺杂剂，可以为硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、碲(Te)中的至少一种，但不限于此。进一步地，所述n型掺杂剂优选为Si。所述缓冲层201中n型掺杂剂的掺杂浓度优选为1.0×1018cm-3～5.0×1018cm-3。
所述缓冲层201的生长工艺条件为：在MOCVD生长炉的反应室内，且在700℃～750℃的温度下生长200nm～500nm厚度的缓冲层201。例如，在720℃的温度下生长300nm厚度的缓冲层201。
在生长所述缓冲层201之后，在所述缓冲层201上生长n型DBR层202。所述n型DBR层202主要用作光反射层，将有源层206向衬底10发出的光反射回出光面。所述n型DBR层202的反射中心波长范围优选为570nm～1000nm。所述n型DBR层的材质优选为AlGaAs，但不限于此。所述n型DBR层202优选为超晶格结构，即所述n型DBR层202优选为高折射率的AlaGa1-aAs和低折射率的AlzGa1-zAs组成的周期性结构，且a的范围优选为0.8～1，z的范围优选为0.4～0.8。所述n型DBR层202的周期数优选为18～80，厚度优选为2000nm～10000nm。进一步的，所述n型DBR层202由N段不同厚度以及不同Al组分的超晶格结构层组合而成，且N的范围为1～10。每一所述超晶格结构层优选为高折射率的AlaGa1-aAs与低折射率的AlzGa1-zAs组成的超晶格结构，且a的范围优选为0.8～1，z的范围优选为0.4～0.8。例如所述n型DBR层202由三段不同厚度及不同Al组分的超晶格结构层组合而成，其中第一段可以为4个周期的Al0.8Ga0.2As与Al0.4Ga0.6As组成的超晶格结构；第二段可以为8个周期的Al0.85Ga0.15As与Al0.45Ga0.55As组成的超晶格结构；第三段可以为18个周期的Al0.95Ga0.05As与Al0.6Ga0.4As组成的超晶格结构。
由于不同厚度及不同Al组分的超晶格结构层对应着不同的反射中心波长，因此，所述n型DBR层202采用多反射中心波长组合而成的多谱DBR结构，可以提高反射带宽。多段不同厚度的超晶格结构层可以拓宽反射谱，而各段中不同Al组分组合可调控反射率。
所述n型DBR层202中掺杂n型掺杂剂，可以为硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、碲(Te)中的至少一种，但不限于此。进一步地，所述n型掺杂剂优选为Si。n型DBR层的外延制备难度低于p型DBR层，因此本实施例的制备工艺难度降低。
所述n型DBR层202的生长工艺条件为：在MOCVD生长炉的反应室内，且在700℃～750℃的温度下生长18～80周期的n型DBR层202。例如，在720℃的温度下生长30个周期的n型DBR层202，且30个周期n型DBR层分为3段，其中18个周期的n型DBR层的反射中心波长为625nm，8个周期的n型DBR层的反射中心波长为675nm，4个周期的n型DBR层反射中心波长为725nm。
在生长所述n型DBR层202之后，在所述n型DBR层202上生长隧穿层203。其中所述隧穿层203包括依次层叠的掺杂n型层和掺杂p型层，且所述掺杂n型层优选为n型掺杂剂重掺杂(n++)的结构层，所述掺杂p型层优选为p型掺杂剂重掺杂(p++)的结构层。所述隧穿层203的材质优选为AlGaAs，但不限于此。所述掺杂n型层的材质优选为AlxGa1-xAs，且x的范围为0.4～1，但不限于此；所述掺杂p型层的材质优选为AlyGa1-yAs，且y的范围为0.4～1，但不限于此。即所述隧穿层203优选为n++-AlGaAs与p++-AlGaAs结构组成的结构层，其中n++-AlGaAs为重掺杂n型AlGaAs层，p++-AlGaAs为重掺杂p型AlGaAs层。
所述掺杂n型层的厚度优选为0.5nm～50nm，例如30nm。由于所述掺杂n型层为n型掺杂剂重掺杂的结构层，掺杂浓度相对较高，而一般的n型掺杂剂无法达到需求，例如Si的掺杂浓度无法达到需求，因此，本实施例中掺杂n型层中掺杂的n型掺杂剂优选为Te(碲)，Te的掺杂浓度可以达到需求，且在本实施例中，Te的掺杂浓度需要大于2.0×1019cm-3。
所述掺杂p型层的厚度优选为0.5nm～50nm，例如30nm。由于Mg的扩散无法达到需求，因此，本实施例中掺杂p型层中掺杂的p型掺杂剂优选为C(碳)，C的扩散可以达到需求，且在本实施例中，C的掺杂浓度需要大于1.0×1020cm-3。
本实施例通过在n型DBR层202与p型限制层204之间引入隧穿层203，一方面隧穿层203作为n型DBR层202与p型限制层204之间的晶格过度，可减小n型DBR层202与p型限制层204之间的晶格失配产生的应力，减少外延结构的生长翘曲；另一方面提供隧穿电流，使得n型DBR层202和p型限制层204形成的反向PN结导通；同时由于反向PN结导通，使得原本NPN型三极晶体管结构变为PN结二极管结构。n型掺杂的结构层和p型掺杂的结构层一起会构成一个PN结，在不增加隧穿层时，n型DBR层和p型限制层会构成一个PN结，需正向导通，而p型限制层和n型限制层也会构成一个PN结，如此结构类似于三段器件NPN型的三极晶体管。而本实施例是两段器件，无法正常导通，在增加隧穿层后，使得第一个PN结(即n型DBR层和p型限制层构成的PN结)能够反向导通，第二个PN结能够正常导通，实现NPN型三极晶体管结构转变为PN结二极管结构。
在生长所述隧穿层203之后，在所述隧穿层203上生长所述p型限制层204。所述p型限制层204用于提供空穴并限制光场分布。所述p型限制层204的材质优选为AlInP，但不限于此。所述p型限制层204中掺杂p型掺杂剂，可以为镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)、铍(Be)、锰(Mn)中的至少一种，但不限于此。进一步地，所述第二型掺杂剂优选为Mg。所述p型限制层204中的p型掺杂剂的掺杂的浓度优选为1.0×1018cm-3～5.0×1018cm-3。
所述p型限制层204的生长工艺条件为：在MOCVD生长炉的反应室内，且在750℃～800℃的温度下生长200nm～400nm厚度的p型限制层204。例如，在770℃的温度下生长350nm厚度的p型限制层204。
在生长所述p型限制层204之后，在所述p型限制层204上生长所述p型波导层205。所述p型波导层205的材质优选为(AlbGa1-b)dIn1-dP层，且b的范围为0.4～1，d的范围为0.4～0.6。例如，p型限制层204的材质为Al0.5In0.5P。所述p型波导层205为非故意掺杂层。
所述p型波导层205的生长工艺条件为：在MOCVD生长炉的反应室内，且在700℃～750℃的温度下生长50nm～200nm厚度的p型波导层205。例如，在720℃的温度下生长80nm厚度的p型(Al0.65Ga0.35)0.5In0.5P波导层。
在生长所述p型波导层205之后，在所述p型波导层205上生长所述有源层206。所述有源层206主要用作发光层。所述有源层206优选为多量子阱结构，即所述有源层206优选为量子阱和量子垒组成的周期性结构，且所述有源层206的周期数优选为6～18。所述量子阱的材质优选为(AleGa1-e)fIn1-fP，且e的范围为0～1，f的范围为0.4～0.6，但不限于此。所述量子垒的材质优选为(AlgGa1-g)hIn1-hP，且g的范围为0～1，h的范围为0.4～0.6，但不限于此。所述有源层206的厚度优选为50nm～200nm。
所述有源层206的生长工艺条件为：在MOCVD生长炉的反应室内，且在700℃～750℃的温度下生长6～18个周期的有源层206。例如，在710℃的温度下生长12个周期的有源层206。其中，量子阱为5nm厚的(Al0.3Ga0.7)0.5In0.5P，量子垒为6.5nm厚的(Al0.65Ga0.35)0.5In0.5P。
在生长所述有源层206之后，在所述有源层206上生长n型波导层207。所述n型波导层207的材质优选为(AliGa1-i)jIn1-jP层，且i的范围为0.4～1，j的范围为0.4～0.6。例如，所述n型波导层207的材质为(Al0.65Ga0.35)0.5In0.5P。所述n型波导层207为非故意掺杂层，即所述n型波导层207中不掺杂任何元素。
所述n型波导层207的生长工艺条件为：在MOCVD生长炉的反应室内，且在700℃～750℃的温度下生长50nm～200nm厚度的n型波导层207。例如，在720℃的温度下生长80nm厚度的n型(Al0.65Ga0.35)0.5In0.5P波导层。
在生长所述n型波导层207之后，在所述n型波导层207上生长所述n型限制层208。所述n型限制层208用于提供电子并限制光场分布。所述n型限制层208的材质优选为AlInP，但不限于此。所述n型限制层208中掺杂n型掺杂剂，可以为硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、硫(S)、氧(O)、钛(Ti)、锆(Zr)中的至少一种，但不限于此。进一步地，所述第一型掺杂剂优选为Si。所述n型限制层208中的n型掺杂剂的掺杂的浓度优选为1.0×1018cm-3～5.0×1018cm-3。
所述n型限制层208的生长工艺条件为：在MOCVD生长炉的反应室内，且在750℃～800℃的温度下生长200nm～400nm厚度的n型限制层208。例如，在770℃的温度下生长300nm厚度的n型Al0.5In0.5P限制层。
所述p型限制层204和所述n型限制层208作为限制层主要有两个作用，一方面是限制少数载流子不溢出有源层206，提高复合发光效率；另一方面是作为一个重要的窗口，使有源层206发出的光子极容易通过限制层，来提高LED芯片的发光效率。
在生长所述n型限制层208之后，在所述n型限制层208上生长所述n型窗口层209。所述n型窗口层209的材质优选为(AlkGa1-k)mIn1-mP，其中k为0.4～1，m为0.4～0.6，但不限于此。所述n型窗口层209中掺杂n型掺杂剂，可以为硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、碲(Te)中的至少一种，但不限于此。进一步地，所述n型掺杂剂优选为Si。所述n型窗口层209中的n型掺杂剂的掺杂浓度优选为1.0×1018cm-3～5.0×1018cm-3。
所述n型窗口层209的生长工艺条件为：在MOCVD生长炉的反应室内，且在750℃～800℃的温度下生长3000nm～5000nm厚度的n型窗口层209。例如，在770℃的温度下生长3000nm厚度的n型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P窗口层。
在生长所述n型窗口层209之后，在所述n型窗口层209上生长所述n型欧姆接触层210。所述n型欧姆接触层210用于与金属电极形成欧姆接触。所述n型欧姆接触层210的材质优选为GaAs，但不限于此。所述n型欧姆接触层210中掺杂n型掺杂剂，可以为硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、碲(Te)中的至少一种，但不限于此。进一步地，所述n型掺杂剂优选为碲(Te)。所述n型欧姆接触层210中的n型掺杂剂的掺杂浓度大于1.0×1020cm-3。
所述n型欧姆接触层210的生长工艺条件为：在MOCVD生长炉的反应室内，且在700℃～750℃的温度下生长50nm～200nm厚度的n型欧姆接触层210。例如，在720℃的温度下生长150nm厚度的n型欧姆接触层210。
本实施例的LED外延结构的制备方法不仅保证了隧穿层能够有效反向导通，也避免了p型DBR的制备工艺。在该LED外延结构基础上，仅需配合简单的正装LED芯片工艺，即可完成“倒装LED芯片(n面出光)”的制备。本实施例的LED外延结构制备出的“倒装LED芯片”简单、稳定的工艺流程能够大大降低LED芯片的成本，可以通过扩大LED芯片的尺寸，来获得与正常倒装LED芯片相一致的光电性能。
综上所述，本发明的目的在于提供一种LED外延结构及其制备方法，通过在n型DBR层与P型限制层之间引入一个隧穿层结构，且该隧穿结构为超晶格结构，作为n型DBR层与P型限制层之间的晶格过渡，可减小n型DBR层与P型限制层之间的晶格失配产生的应力，释放生长过程中产生的应力，减少外延结构的翘曲；还可以提供载流子隧穿，使得n型DBR层和p型限制层形成的反向PN结导通；同时由于反向PN结导通，使得原有的NPN型三极晶体管结构变为PN结二极管结构。配合简单的正装LED芯片工艺，即可完成“倒装LED芯片(n面出光)”的制备，可以避免P型n型DBR层的制备，降低工艺制备难度和成本。
此外，可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
而且还应该理解的是，本发明并不限于此处描述的特定的方法、化合物、材质、制造技术、用法和应用，它们可以变化。还应该理解的是，此处描述的术语仅仅用来描述特定实施例，而不是用来限制本发明的范围。必须注意的是，此处的以及所附权利要求中使用的单数形式“一个”、“一种”以及“该”包括复数基准，除非上下文明确表示相反意思。因此，例如，对“一个步骤”引述意味着对一个或多个步骤的引述，并且可能包括次级步骤。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。因此，词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义，而不是逻辑“异或”的定义，除非上下文明确表示相反意思。此处描述的结构将被理解为还引述该结构的功能等效物。可被解释为近似的语言应该被那样理解，除非上下文明确表示相反意思。
Claims (29)
1.一种LED外延结构，其特征在于，从下至上依次包括：位于衬底上的缓冲层、n型DBR层、隧穿层、p型半导体层、有源层以及n型半导体层，其中，所述p型半导体层包括依次层叠的p型限制层和p型波导层，所述隧穿层包括依次层叠的掺杂n型层和掺杂p型层。
2.如权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，所述掺杂n型层的材质包括AlxGa1- xAs，且x的范围为0.4～1。
3.如权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，所述掺杂n型层的厚度为0.5nm～50nm。
4.如权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，所述掺杂n型层中掺杂Te，且其掺杂浓度大于2.0×1019cm-3。
5.如权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，所述掺杂p型层的材质包括AlyGa1- yAs，且y的范围为0.4～1。
6.如权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，所述掺杂p型层的厚度为0.5nm～50nm。
7.如权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，所述掺杂p型层中掺杂C，且其掺杂浓度大于1.0×1020cm-3。
8.如权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，所述n型DBR层的反射中心波长范围为570nm～1000nm。
9.如权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，所述n型DBR层包括N段不同厚度以及不同Al组分的超晶格结构层，且N的范围为1～10。
10.如权利要求9所述的LED外延结构，其特征在于，每一所述超晶格结构层为AlaGa1-aAs与AlzGa1-zAs组成的超晶格结构，且a的范围为0.8～1，z的范围为0.4～0.8。
11.如权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，所述n型DBR层中掺杂Si。
12.如权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，所述n型半导体层包括依次层叠的n型波导层、n型限制层、n型窗口层和n型欧姆接触层。
13.如权利要求12所述的LED外延结构，其特征在于，所述n型欧姆接触层的材质包括GaAs，且所述n型欧姆接触层中掺杂Te，其掺杂浓度大于1.0×1020cm-3。
14.如权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，所述衬底包括n型GaAs衬底。
15.一种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；
在所述衬底上依次生长缓冲层、n型DBR层以及隧穿层，所述隧穿层包括依次层叠的掺杂n型层和掺杂p型层；
在所述隧穿层上依次生长p型半导体层、有源层以及n型半导体层，所述p型半导体层包括依次层叠的p型限制层和p型波导层。
16.如权利要求15所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，所述掺杂n型层的材质包括AlxGa1-xAs，且x的范围为0.4～1。
17.如权利要求15所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，所述掺杂n型层的厚度为0.5nm～50nm。
18.如权利要求15所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，所述掺杂n型层中掺杂Te，且其掺杂浓度大于2.0×1019cm-3。
19.如权利要求15所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，所述掺杂p型层的材质包括AlyGa1-yAs，且y的范围为0.4～1。
20.如权利要求15所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，所述掺杂p型层的厚度为0.5nm～50nm。
21.如权利要求15所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，所述掺杂p型层中掺杂C，且其掺杂浓度大于1.0×1020cm-3。
22.如权利要求15所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，所述n型DBR层的反射中心波长范围为570nm～1000nm。
23.如权利要求15所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，所述n型DBR层包括N段不同厚度以及不同Al组分的超晶格结构层，且N的范围为1～10。
24.如权利要求23所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，每一所述超晶格结构层为AlaGa1-aAs与AlzGa1-zAs组成的超晶格结构，且a的范围为0.8～1，z的范围为0.4～0.8。
25.如权利要求15所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，所述n型DBR层中掺杂Si。
26.如权利要求15所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，所述n型半导体层包括依次层叠的n型波导层、n型限制层、n型窗口层和n型欧姆接触层。
27.如权利要求26所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，所述n型欧姆接触层的材质包括GaAs，且所述n型欧姆接触层中掺杂Te，其掺杂浓度大于1.0×1020cm-3。
28.如权利要求15所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，所述衬底包括n型GaAs衬底。
29.如权利要求15的LED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。
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