1.本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种发光二极管及其制备方法。
背景技术：2.近年来，随着市场需求的发展，红外照明领域发展迅速。近红外波段(780nm～1050nm)的光为人眼不可见光，近红外波段的红外发光二极管因其具有成本低、寿命长、节能的特点，在安防监控领域得到了广泛应用。
3.常规的硅探测器在850nm波段具有较好的响应特性，随着波长的增加，响应下降。然而，850nm波长的近红外发光二极管的量子阱因其发光特性，在低于900nm的波段仍然有微弱的辐射量，能够被人眼感知为红光，即“红暴”现象。940nm波长的近红外发光二极管的“红暴”现象较少，但是硅探测器的响应不好。因此，为了减少低于峰值波长的辐射量，同时兼顾常规的硅探测器的响应特性，无“红暴”现象的红外发光二极管具有更高的应用价值，因此消除红外发光二极管中的“红暴”现象尤为重要。
技术实现要素：4.鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种发光二极管及其制备方法，能够抑制短波长辐射的份额。
5.本发明的一方面提供一种发光二极管，包括：
6.衬底；
7.位于所述衬底上的键合金属层；
8.位于所述键合金属层上的p型半导体层；
9.位于所述p型半导体层上的多量子阱层；
10.位于所述多量子阱层上的n型半导体层；
11.与所述n型半导体层连接的第一电极；以及
12.与所述p型半导体层连接的第二电极；
13.其中，所述n型半导体层中包括量子阱吸收层，所述量子阱吸收层为具有至少一个周期的量子阱结构，以吸收所述多量子阱层的辐射光中的部分份额。
14.优选地，所述量子阱吸收层的跃迁辐射波长小于所述多量子阱层的辐射波长。
15.优选地，所述量子阱吸收层的跃迁辐射波长与所述多量子阱层的辐射波长之差不小于30nm。
16.优选地，所述n型半导体层包括：
17.n侧空间层，位于所述多量子阱层上；
18.n型限制层，位于所述n侧空间层上；
19.n型电流扩展层，位于所述n型限制层上；以及
20.n型接触层，位于所述n型电流扩展层上。
21.优选地，所述量子阱吸收层位于所述n型电流扩展层中，或位于所述n型电流扩展
层和所述n型限制层之间。
22.优选地，所述p型半导体层包括：
23.p型接触层，位于所述金属键合层上；
24.p型电流扩展层，位于所述p型接触层上；
25.p型限制层，位于所述p型电流扩展层上；以及
26.p侧空间层，位于所述p型限制层上。
27.优选地，所述多量子阱层的阱层和所述量子阱吸收层的阱层的材料包括ingaas，所述多量子阱层的垒层和所述量子阱吸收层的垒层的材料包括gaas、algaas或algaasp。
28.优选地，所述量子阱吸收层的材料与所述多量子阱层的材料相同或不同。
29.优选地，所述量子阱吸收层的阱层的材料为in
x
ga
1-x
as，x组分为0～20％；所述量子阱吸收层的垒层的材料为alyga
1-y
aszp
1-z
，y组分为0～50％，z组分为70～100％。
30.优选地，所述量子阱吸收层的阱层的材料的in组分小于所述多量子阱层的阱层的材料的in组分。
31.优选地，所述量子阱吸收层的阱层的厚度大于所述多量子阱层的阱层的厚度。
32.优选地，具有两个或者两个以上周期的所述量子阱吸收层中，每个周期中所述量子阱吸收层的阱层具有相同或者不同的in组分。
33.优选地，具有两个或者两个以上周期的所述量子阱吸收层中，每个周期中所述量子阱吸收层具有相同或不同的厚度。
34.优选地，所述量子阱吸收层为掺杂的超晶格结构，且所述量子阱吸收层的掺杂类型为n型。
35.优选地，所述量子阱吸收层的垒层的al组分以及掺杂浓度与n型电流扩展层的组分以及掺杂浓度相同。
36.优选地，所述量子阱吸收层的垒层的厚度大于30nm，且小于200nm。
37.优选地，所述量子阱吸收层的周期数为1～30。
38.本发明的另一方面提供一种发光二极管的制备方法，包括：
39.在生长衬底上依次形成n型半导体层、多量子阱层以及p型半导体层；
40.在p型半导体层上形成键合金属层；
41.通过所述键合金属层将所述生长衬底上的外延层和衬底键合到一起；
42.去除所述生长衬底，暴露出所述n型半导体层；
43.在所述n型半导体层一侧形成第一电极；以及
44.在所述p型半导体层一侧形成第二电极；
45.其中，所述n型半导体层中包括量子阱吸收层，所述量子阱吸收层具有至少一个周期的量子阱结构，以吸收所述多量子阱层的辐射光中的部分份额。
46.优选地，所述量子阱吸收层的跃迁辐射波长小于所述多量子阱层的辐射波长。
47.优选地，所述量子阱吸收层的跃迁辐射波长与所述多量子阱层的辐射波长之差不小于30nm。
48.优选地，形成所述n型半导体层的方法包括：依次在所述衬底上形成n型接触层、n型电流扩展层、n型限制层以及n侧空间层。
49.优选地，在所述n型电流扩展层中，或在所述n型电流扩展层和所述n型限制层之间
形成所述量子阱吸收层。
50.优选地，形成所述p型半导体层的方法包括：在所述多量子阱层上依次形成p侧空间层、p型限制层、p型电流扩展层以及p型接触层。
51.优选地，所述多量子阱层的阱层和所述量子阱吸收层的阱层的材料包括ingaas，所述多量子阱层的垒层和所述量子阱吸收层的垒层的材料包括gaas、algaas或algaasp。
52.优选地，所述量子阱吸收层的材料与所述多量子阱层的材料相同或不同。
53.优选地，所述量子阱吸收层的阱层的材料为in
x
ga
1-x
as，x组分为0～20％；所述量子阱吸收层的垒层的材料为alyga
1-y
aszp
1-z
，y组分为0～50％，z组分为70～100％。
54.优选地，所述量子阱吸收层的阱层的材料的in组分小于所述多量子阱层的阱层的材料的in组分。
55.优选地，所述量子阱吸收层的阱层的厚度大于所述多量子阱层的阱层的厚度。
56.优选地，具有两个或者两个以上周期的所述量子阱吸收层中，每个周期中所述量子阱吸收层的阱层具有相同或者不同的in组分。
57.优选地，具有两个或者两个以上周期的所述量子阱吸收层中，每个周期中所述量子阱吸收层具有相同或不同的厚度。
58.优选地，所述量子阱吸收层为掺杂的超晶格结构，且所述量子阱吸收层的掺杂类型为n型。
59.优选地，所述量子阱吸收层的垒层的al组分以及掺杂浓度与n型电流扩展层的组分以及掺杂浓度相同。
60.优选地，所述量子阱吸收层中垒层的厚度大于30nm，且小于200nm。
61.优选地，所述量子阱吸收层的周期数为1～30。
62.优选地，还包括在所述生长衬底上形成腐蚀截止层，所述腐蚀截止层位于所述生长衬底和所述n型半导体层之间；
63.去除所述生长衬底时，同时去除所述腐蚀截止层。
64.本发明实施例的发光二极管及其制备方法，通过在发光二极管的n型半导体层中增设量子阱吸收层，在不需要使用额外滤波装置的情况下，通过发光二极管本身的外延结构对所述多量子阱层的辐射光进行有效吸收，实现滤波，抑制红暴现象的发生。
65.进一步地，所述量子阱吸收层具有阱层和垒层交替堆叠的结构，相比异质结或单层结构，具有更强的光子俘获能力。
66.进一步地，通过设置所述量子阱吸收层的阱层材料中in的组分，以及所述量子阱吸收层的阱层的厚度，使量子阱吸收层的导带底与价带顶的跃迁辐射波长小于多量子阱层的辐射波长，进而能够将所述多量子阱层辐射的短波长份额有效吸收，一方面，对多量子阱层的光辐射中的短波长份额进行过滤，抑制红暴现象；另一方面，被吸收的短波长份额能够形成新的载流子，为所述发光二极管贡献额外的载流子份额，在一定程度上提升发光二极管的内量子效率。
67.进一步地，将所述量子阱吸收层设置于出光面一侧，位于远离空间层的电流扩展层中，或者位于更远的限制层和电流扩展层之间，以减少对所述多量子阱层的复合效率的影响。
68.进一步地，通过将所述量子阱吸收层的每个周期的阱层设置成组分以及厚度渐变
的结构，以使得所述量子阱吸收层能够吸收不同能量的光子，进一步实现对具有不同波长的光的吸收，具有更好的滤波效果。
69.进一步地，所述量子阱吸收层的掺杂类型为n型掺杂，以使得所述量子阱吸收层中的载流子能够顺利渡越至所述多量子阱层完成复合。
70.进一步地，所述量子阱吸收层的垒层的厚度大于30nm且小于200nm。通过设置较大厚度的垒层，避免了所述量子阱吸收层对可见光的吸收。
附图说明
71.通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
72.图1示出了本发明实施例的发光二极管的结构示意图；
73.图2a-2f示出了本发明实施例的发光二极管的制备方法中部分阶段的截面图。
具体实施方式
74.以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
75.以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。为了简明起见，可以在一幅图中描述经过数个步骤后获得的半导体结构。
76.应当理解，在描述器件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将器件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一区域“下面”或“下方”。
77.如果为了描述直接位于另一层、另一区域上面的情形，本文将采用“直接在
……
上面”或“在
……
上面并与之邻接”的表述方式。
78.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
79.图1示出了本发明实施例的发光二极管的结构示意图；本发明实施例的发光二极管为红外反极性发光二极管，多量子阱层22的光辐射最终在n型半导体层23一侧完成出射。如图1所示，所述发光二极管包括衬底100、位于所述衬底100上的金属键合层s1、位于金属键合层s1上的外延层200、位于外延层200上的第一电极500以及位于衬底100远离金属键合层s1一侧的第二电极400。
80.所述外延层200在垂直于所述衬底方向从下到上依次包括：p型半导体层21、多量子阱层(有源层)22以及n型半导体层23。所述p型半导体层21从下到上依次包括p型接触层211、p型电流扩展层212、p型限制层213以及p侧空间层214；所述n型半导体层23从下到上依次包括n侧空间层231、n型限制层232、n型电流扩展层233以及n型接触层234。
81.所述金属键合层s1位于所述衬底100与所述p型半导体层21之间，具体的，位于所述衬底100与所述p型接触层211之间。所述金属键合层s1可以包含镜面反射结构及电流扩展结构。
82.本实施例中，量子阱吸收层s0位于所述n型限制层232和n型电流扩展层233之间，
在其他的实施例中，所述量子阱吸收层s0还可以位于所述n型电流扩展层233中。
83.所述衬底100为导电衬底的一种，本实施例中，所述衬底100为si衬底，所述外延层200可以是单晶或者多晶结构，包括掺杂或者非掺的algaas/alingaas/ingaas/algaasp等材料体系中的一种或几种，但不限于此。
84.所述多量子阱层22包括交替层叠的阱层和垒层组成的量子阱结构，所述多量子阱层22的阱层的材料可以是ingaas，所述多量子阱层22的垒层的材料可以是gaas、algaas或algaasp。在一个具体的实施例中，所述多量子阱层22的阱层为in
x
ga
1-x
as体系材料，其中，x组分为5～20％；所述多量子阱层22的垒层为alyga
1-y
aszp
1-z
体系材料，其中，y组分为0～50％；z组分为70～100％。
85.通过对所述多量子阱层22的材料体系的选择，以实现所述多量子阱层22的峰值波长在近红外波段的光谱发射；且所述多量子阱层22的阱层的in组分x控制在5～20％，由于选择低in组分的ingaas材料，所述多量子阱层22与衬底100具有较低的晶格失配，保证了后续外延层200的生长质量。
86.所述量子阱吸收层s0为具有至少一个周期的周期结构，周期数的范围为1～30。所述量子阱吸收层s0的阱层的材料可以是ingaas，所述量子阱吸收层s0的垒层的材料可以是gaas、algaas或algaasp。所述量子阱吸收层s0与所述多量子阱层22的材料可以相同也可以不同。本实施例中，所述量子阱吸收层s0的材料与所述多量子阱层22的材料相同，但是组分和厚度不同，以使得所述量子阱吸收层s0的峰值波长同样在近红外的光谱发射，且与衬底100具有较低的晶格失配。
87.具体的，所述量子阱吸收层s0的阱层的材料的in组分小于所述多量子阱层22的阱层的材料的in组分；所述量子阱吸收层s0的阱层的厚度大于所述多量子阱层22的阱层的厚度。
88.在一个优选的实施例中，所述多量子阱层22的阱层为in
x1
ga
1-x1
as体系材料，x1组分为5～20％；所述多量子阱层22的垒层为al
y1
ga
1-y1
as
z1
p
1-z1
体系材料，y1组分为0～50％；z1组分为70～100％；所述量子阱吸收层s0的阱层为in
x2
ga
1-x2
as体系材料，x2组分为0～20％；所述量子阱吸收层s0的垒层为al
y2
ga
1-y2
as
z2
p
1-z2
体系材料，y2组分为0～50％；z2组分为70～100％。所述多量子阱层22中阱层厚度为t1，所述量子阱吸收层s0中阱层厚度为t2。其中，x2《x1，t2》t1。
89.通过设置所述量子阱吸收层s0中阱层材料的in组分以及所述量子阱吸收层s0的阱层的厚度，使得所述量子阱吸收层s0的导带底与价带顶的跃迁辐射波长小于所述多量子阱层22的辐射波长，因此对波长小于或等于跃迁波长的光具有较强的吸收，从而达到滤波的目的。其中，所述量子阱吸收层s0的周期数越多，吸收光的能力越强。
90.在一个具体的实施例中，所述多量子阱层22的辐射峰值波长例如为940nm，所述量子阱吸收层s0的导带底与价带顶的跃迁辐射波长(吸收峰波长)应小于940nm，优选为910nm(完全不可见)，即比所述多量子阱层22的辐射峰值波长小30nm。
91.由于半导体材料的折射率相比空气要大很多，多量子阱层22发出的光会在外延层200内部进行多次反射，多量子阱层22的光辐射经过位于发光二极管的出光侧的量子阱吸收层s0后完成出射，以对绝大部分的出射光完成滤波，实现滤波功能。
92.进一步地，基于光致发光理论，能量大的光子(短波)可以激发能量小的光子(长
波)，所述量子阱吸收层s0在吸收短波长的辐射份额后，会形成新的载流子，贡献额外的载流子份额，在一定程度上提升发光二极管的内量子效率。
93.进一步地，当所述量子阱吸收层s0的周期数大于等于2，所述量子阱吸收层s0中阱层的材料的in组分可以相同或者不相同。所述量子阱吸收层s0中每个周期的阱层的厚度可以相同或者不相同。
94.在一个具体的实施例中，所述量子阱吸收层s0中阱层的材料的in组分均不相同。所述量子阱吸收层s0中每个周期的阱层的厚度均不相同。该实施例中，所述量子阱吸收层s0包括n个周期的阱层和垒层。
95.具体地，所述量子阱吸收层s0的第一周期包括：第一阱层和第一垒层；第二周期包括：第二阱层和第二垒层；
…
；第n周期包括：第n阱层和第n垒层。
96.第一阱层，第二阱层，
…
，第n阱层的材料以及组分分别为：
97.in
x11
ga
1-x11
as，
98.in
x22
ga
1-x22
as，
99.…
，
100.in
x2n
ga
1-x2n
as，
101.其中，x21，x22，
…
，x2n组分为0～20％，组分x21《x22《
…
《x2n，并且x21，x22，
…
，x2n均小于所述多量子阱层22中每个周期的in组分。在其他实施例中，还可以设置组分x21》x22》
…
》x2n，只需满足x21，x22，
…
，x2n均小于所述多量子阱层22中每个周期的in组分即可。
102.第一垒层，第二垒层，
…
，第n垒层的材料以及组分分别为：
103.al
y21
ga
1-y21
as
z21
p
1-z21
，
104.al
y22
ga
1-y22
as
z22
p
1-z22
，
105.…
，
106.al
y2n
ga
1-y2n
as
z2n
p
1-z2n
，
107.其中，y21，y22，
…
，y2n组分均为0～50％；z21，z22，
…
，z2n组分均为70～100％。
108.所述量子阱吸收层s0第一周期的阱层厚度为t21，第二周期的阱层厚度为t22，
…
，第n周期的阱层厚度为t2n。其中，t21，t22，
…
，t2n均大于所述多量子阱层22中每个周期的阱层厚度，且所述t21《t22《
…
《t2n。进一步地，t22＝a*t21+t21，t23＝a*t21+t22，即t2n＝t21+a*(n-1)*t21；且a的范围为0～0.3。
109.其中，所述第一周期，第二周期，
…
，第n周期在所述量子阱吸收层s0中的位置可以任意设置。
110.通过将所述量子阱吸收层s0的阱层设置成组分以及厚度渐变的结构，以使得所述量子阱吸收层s0能够吸收不同能量的光子，进一步实现对不同波长的吸收，具有更好的滤波效果。
111.进一步地，所述量子阱吸收层s0的掺杂类型为n型掺杂，例如可以掺杂硅(si)或者碲(te)，以使得所述量子阱吸收层s0中的载流子能够顺利渡越至所述多量子阱层22完成复合。
112.进一步地，所述量子阱吸收层s0的垒层的al组分以及掺杂浓度与n型电流扩展层233相同。
113.进一步地，所述量子阱吸收层s0的垒层的厚度大于30nm且小于200nm。如果所述量子阱吸收层s0的垒层的厚度过薄，则需要的ingaas阱层中的in组分越小，容易产生本征吸收。通过设置较大厚度的垒层，避免了所述量子阱吸收层s0对可见光的吸收。
114.图2a至图2f示出了本发明实施例的发光二极管的制备方法中部分阶段的截面示意图。以下将结合图2a至图2f对本发明实施例的发光二极管的制造方法进行说明。
115.如图2a所示，在生长衬底300上形成腐蚀截止层301，以及在腐蚀截止层301层上形成外延层200。
116.该步骤中，例如通过mocvd或者mbe在生长衬底300上形成腐蚀截止层301，依次在腐蚀截止层301形成外延层200。其中，所述外延层200由下至上依次包括n型半导体层23、多量子阱层(有源层)22以及p型半导体层21。所述n型半导体层23从下至上依次包括n型接触层234、n型电流扩展层233、量子阱吸收层s0、n型限制层232、n侧空间层231，p型半导体层21从下至上依次包括p侧空间层214、p型限制层213、p型电流扩展层212以及p型接触层211。
117.所述量子阱吸收层s0形成于所述n型限制层232和n型电流扩展层233之间，在其他的实施例中，所述量子阱吸收层s0还可以形成于所述n型电流扩展层233中。
118.所述生长衬底300例如为gaas衬底，所述腐蚀截止层301以及所述外延层200可以是单晶或者多晶结构，包括掺杂或者非掺的algaas/alingaas/ingaas/algaasp等材料体系中的一种或几种，但不限于此。
119.所述多量子阱层22包括交替层叠的阱层和垒层组成的量子阱结构，所述多量子阱层22的阱层的材料可以是ingaas，所述多量子阱层22的垒层的材料可以是gaas、algaas或algaasp。在一个具体的实施例中，所述多量子阱层22的阱层为in
x
ga
1-x
as体系材料，其中，x组分为5～20％；所述多量子阱层22的垒层为alyga
1-y
aszp
1-z
体系材料，其中，y组分为0～50％；z组分为70～100％。
120.通过对所述多量子阱层22的材料体系的选择，以实现所述多量子阱层22的峰值波长在近红外波段的光谱发射；且所述多量子阱层22的阱层的in组分x控制在5～20％，由于选择低in组分的ingaas材料，所述多量子阱层22与衬底100具有较低的晶格失配，保证了后续外延层200的生长质量。
121.所述量子阱吸收层s0为具有至少一个周期的周期结构，周期数的范围为1～30。所述量子阱吸收层s0的阱层的材料可以是ingaas，所述量子阱吸收层s0的垒层的材料可以是gaas、algaas或algaasp。所述量子阱吸收层s0与所述多量子阱层22的材料可以相同也可以不同。本实施例中，所述量子阱吸收层s0的材料与所述多量子阱层22的材料相同，但是组分和厚度不同，以使得所述量子阱吸收层s0的峰值波长同样在近红外的光谱发射，且与衬底100具有较低的晶格失配。
122.具体的，所述量子阱吸收层s0的阱层的材料的in组分小于所述多量子阱层22的阱层的材料的in组分；所述量子阱吸收层s0的阱层的厚度大于所述多量子阱层22的阱层的厚度。
123.在一个优选的实施例中，所述多量子阱层22的阱层为in
x1
ga
1-x1
as体系材料，x1组分为5～20％；所述多量子阱层22的垒层为al
y1
ga
1-y1
as
z1
p
1-z1
体系材料，y1组分为0～50％；z1组分为70～100％；所述量子阱吸收层s0的阱层为in
x2
ga
1-x2
as体系材料，x2组分为0～20％；所述量子阱吸收层s0的垒层为al
y2
ga
1-y2
as
z2
p
1-z2
体系材料，y2组分为0～50％；z2组分
为70～100％。所述多量子阱层22中阱层厚度为t1，所述量子阱吸收层s0中阱层厚度为t2。其中，x2《x1，t2》t1。
124.通过设置所述量子阱吸收层s0中阱层材料的in组分以及所述量子阱吸收层s0的阱层的厚度，使得所述量子阱吸收层s0的导带底与价带顶的跃迁辐射波长小于所述多量子阱层22的辐射波长，因此对波长小于或等于跃迁波长的光具有较强的吸收，从而达到滤波的目的。其中，所述量子阱吸收层s0的周期数越多，吸收光的能力越强。
125.在一个具体的实施例中，所述多量子阱层22的辐射峰值波长例如为940nm，所述量子阱吸收层s0的导带底与价带顶的跃迁辐射波长(吸收峰波长)应小于940nm，优选为910nm(完全不可见)，即比所述多量子阱层22的辐射峰值波长小30nm。
126.由于半导体材料的折射率相比空气要大很多，多量子阱层22发出的光会在外延层200内部进行多次反射，多量子阱层22的光辐射经过位于发光二极管的出光侧的量子阱吸收层s0后完成出射，以对绝大部分的出射光完成滤波，实现滤波功能。
127.进一步地，基于光致发光理论，能量大的光子(短波)可以激发能量小的光子(长波)，所述量子阱吸收层s0在吸收短波长的辐射份额后，会形成新的载流子，贡献额外的载流子份额，在一定程度上提升发光二极管的内量子效率。
128.进一步地，当所述量子阱吸收层s0的周期数大于等于2，所述量子阱吸收层s0中阱层的材料的in组分可以相同或者不相同。所述量子阱吸收层s0中每个周期的阱层的厚度可以相同或者不相同。
129.在一个具体的实施例中，所述量子阱吸收层s0中阱层的材料的in组分均不相同。所述量子阱吸收层s0中每个周期的阱层的厚度均不相同。该实施例中，所述量子阱吸收层s0包括n个周期的阱层和垒层。
130.具体地，所述量子阱吸收层s0的第一周期包括：第一阱层和第一垒层；第二周期包括：第二阱层和第二垒层；
…
；第n周期包括：第n阱层和第n垒层。
131.第一阱层，第二阱层，
…
，第n阱层的材料以及组分分别为：
132.in
x11
ga
1-x11
as，
133.in
x22
ga
1-x22
as，
134.…
，
135.in
x2n
ga
1-x2n
as，
136.其中，x21，x22，
…
，x2n组分为0～20％，组分x21《x22《
…
《x2n，并且x21，x22，
…
，x2n均小于所述多量子阱层22中每个周期的in组分。在其他实施例中，还可以设置组分x21》x22》
…
》x2n，只需满足x21，x22，
…
，x2n均小于所述多量子阱层22中每个周期的in组分即可。
137.第一垒层，第二垒层，
…
，第n垒层的材料以及组分分别为：
138.al
y21
ga
1-y21
as
z21
p
1-z21
，
139.al
y22
ga
1-y22
as
z22
p
1-z22
，
140.…
，
141.al
y2n
ga
1-y2n
as
z2n
p
1-z2n
，
142.其中，y21，y22，
…
，y2n组分均为0～50％；z21，z22，
…
，z2n组分均为70～100％。
143.所述量子阱吸收层s0第一周期的阱层厚度为t21，第二周期的阱层厚度为t22，
…
，
第n周期的阱层厚度为t2n。其中，t21，t22，
…
，t2n均大于所述多量子阱层22中每个周期的阱层厚度，且所述t21《t22《
…
《t2n。进一步地，t22＝a*t21+t21，t23＝a*t21+t22，即t2n＝t21+a*(n-1)*t21；且a的范围为0～0.3。
144.其中，所述第一周期，第二周期，
…
，第n周期在所述量子阱吸收层s0中的位置可以任意设置。
145.通过将所述量子阱吸收层s0的阱层设置成组分以及厚度渐变的结构，以使得所述量子阱吸收层s0能够吸收不同能量的光子，进一步实现对不同波长的吸收，具有更好的滤波效果。
146.进一步地，所述量子阱吸收层s0的掺杂类型为n型掺杂，例如可以掺杂硅(si)或者碲(te)，以使得所述量子阱吸收层s0中的载流子能够顺利渡越至所述多量子阱层22完成复合。
147.进一步地，所述量子阱吸收层s0的垒层的al组分以及掺杂浓度与n型电流扩展层233相同。
148.进一步地，所述量子阱吸收层s0的垒层的厚度大于30nm且小于200nm。如果所述量子阱吸收层s0的垒层的厚度过薄，则需要的ingaas阱层中的in组分越小，容易产生本征吸收。通过设置较大厚度的垒层，避免了所述量子阱吸收层s0对可见光的吸收。
149.如图2b所示，在外延层200上形成第一键合金属层s1-1，另外在衬底100上形成第二键合金属层s1-2。其中，所述衬底100为导电衬底的一种，所述衬底100例如为si衬底。
150.如图2c和2d所示，将所述衬底100经由第一键合金属层s1-1和第二键合金属层s1-2与所述外延层200键合。
151.该步骤中，例如通过键合机将衬底100键合到外延层200上，其中，所述第一键合金属层s1-1和第二键合金属层s1-2键合形成键合金属层s1，所述金属键合层s1包含镜面反射结构及电流扩展结构。在其他实施例中，还可以只在外延层200上形成第一键合金属层s1-1或者只在衬底100上形成第二键合金属层s1-2。
152.如图2e所示，去除所述生长衬底300以及腐蚀截止层301。
153.该步骤中，例如通过湿法腐蚀依次去除所述生长衬底300以及腐蚀截止层301；暴露出所述外延层200的n型半导体层23(具体为n型接触层234)的表面。
154.如图2f所示，在衬底100远离所述金属键合层s1的表面上形成第二电极400，在n型半导体层23(n型接触层234)上形成第一电极500。所述第一电极500为n电极，所述第二电极400为p电极。
155.本发明实施例的发光二极管及其制备方法，通过在发光二极管的n型半导体层中增设量子阱吸收层，在不需要使用额外滤波装置的情况下，通过发光二极管本身的外延结构对所述多量子阱层的辐射光进行有效吸收，实现滤波，抑制红暴现象的发生。
156.进一步地，所述量子阱吸收层具有阱层和垒层交替堆叠的结构，相比异质结或单层结构，具有更强的光子俘获能力。
157.进一步地，通过设置所述量子阱吸收层的阱层材料中in的组分，以及所述量子阱吸收层的阱层的厚度，使量子阱吸收层的导带底与价带顶的跃迁辐射波长小于多量子阱层的辐射波长，进而能够将所述多量子阱层辐射的短波长份额有效吸收，一方面，对多量子阱层的光辐射中的短波长份额进行过滤，抑制红暴现象；另一方面，被吸收的短波长份额能够
形成新的载流子，为所述发光二极管贡献额外的载流子份额，在一定程度上提升发光二极管的内量子效率。
158.进一步地，将所述量子阱吸收层设置于出光面一侧，位于远离空间层的电流扩展层中，或者位于更远的限制层和电流扩展层之间，以减少对所述多量子阱层的复合效率的影响。
159.进一步地，通过将所述量子阱吸收层的每个周期的阱层设置成组分以及厚度渐变的结构，以使得所述量子阱吸收层能够吸收不同能量的光子，进一步实现对具有不同波长的光的吸收，具有更好的滤波效果。
160.进一步地，所述量子阱吸收层的掺杂类型为n型掺杂，以使得所述量子阱吸收层中的载流子能够顺利渡越至所述多量子阱层完成复合。
161.进一步地，所述量子阱吸收层的垒层的厚度大于30nm且小于200nm。通过设置较大厚度的垒层，避免了所述量子阱吸收层对可见光的吸收。
162.依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
技术特征：1.一种发光二极管，包括：衬底；位于所述衬底上的键合金属层；位于所述键合金属层上的p型半导体层；位于所述p型半导体层上的多量子阱层；位于所述多量子阱层上的n型半导体层；与所述n型半导体层连接的第一电极；以及与所述p型半导体层连接的第二电极；其中，所述n型半导体层中包括量子阱吸收层，所述量子阱吸收层为具有至少一个周期的量子阱结构，以吸收所述多量子阱层的辐射光中的部分份额。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，所述量子阱吸收层的跃迁辐射波长小于所述多量子阱层的辐射波长。3.根据权利要求2所述的发光二极管，其中，所述量子阱吸收层的跃迁辐射波长与所述多量子阱层的辐射波长之差不小于30nm。4.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，所述n型半导体层包括：n侧空间层，位于所述多量子阱层上；n型限制层，位于所述n侧空间层上；n型电流扩展层，位于所述n型限制层上；以及n型接触层，位于所述n型电流扩展层上。5.根据权利要求4所述的发光二极管，其中，所述量子阱吸收层位于所述n型电流扩展层中，或位于所述n型电流扩展层和所述n型限制层之间。6.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，所述p型半导体层包括：p型接触层，位于所述金属键合层上；p型电流扩展层，位于所述p型接触层上；p型限制层，位于所述p型电流扩展层上；以及p侧空间层，位于所述p型限制层上。7.根据权利要求1或5所述的发光二极管，其中，所述多量子阱层的阱层和所述量子阱吸收层的阱层的材料包括ingaas，所述多量子阱层的垒层和所述量子阱吸收层的垒层的材料包括gaas、algaas或algaasp。8.根据权利要求1或5所述的发光二极管，其中，所述量子阱吸收层的材料与所述多量子阱层的材料相同或不同。9.根据权利要求1或5所述的发光二极管，其中，所述量子阱吸收层的阱层的材料为in
x
ga
1-x
as，x组分为0～20％；所述量子阱吸收层的垒层的材料为al
y
ga
1-y
as
z
p
1-z
，y组分为0～50％，z组分为70～100％。10.根据权利要求9所述的发光二极管，其中，所述量子阱吸收层的阱层的材料的in组分小于所述多量子阱层的阱层的材料的in组分。11.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，所述量子阱吸收层的阱层的厚度大于所述多量子阱层的阱层的厚度。12.根据权利要求9所述的发光二极管，其中，具有两个或者两个以上周期的所述量子
阱吸收层中，每个周期中所述量子阱吸收层的阱层具有相同或者不同的in组分。13.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，具有两个或者两个以上周期的所述量子阱吸收层中，每个周期中所述量子阱吸收层具有相同或不同的厚度。14.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，所述量子阱吸收层为掺杂的超晶格结构，且所述量子阱吸收层的掺杂类型为n型。15.根据权利要求9所述的发光二极管，其中，所述量子阱吸收层的垒层的al组分以及掺杂浓度与n型电流扩展层的组分以及掺杂浓度相同。16.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，所述量子阱吸收层的垒层的厚度大于30nm，且小于200nm。17.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，所述量子阱吸收层的周期数为1～30。18.一种发光二极管制备方法，所述方法包括：在生长衬底上依次形成n型半导体层、多量子阱层以及p型半导体层；在p型半导体层上形成键合金属层；通过所述键合金属层将所述生长衬底上的外延层和衬底键合到一起；去除所述生长衬底，暴露出所述n型半导体层；在所述n型半导体层一侧形成第一电极；以及在所述p型半导体层一侧形成第二电极；其中，所述n型半导体层中包括量子阱吸收层，所述量子阱吸收层具有至少一个周期的量子阱结构，以吸收所述多量子阱层的辐射光中的部分份额。19.根据权利要求18所述的发光二极管的制备方法，其中，所述量子阱吸收层的跃迁辐射波长小于所述多量子阱层的辐射波长。20.根据权利要求19所述的发光二极管的制备方法，其中，所述量子阱吸收层的跃迁辐射波长与所述多量子阱层的辐射波长之差不小于30nm。21.根据权利要求18所述的发光二极管的制备方法，其中，形成所述n型半导体层的方法包括：依次在所述衬底上形成n型接触层、n型电流扩展层、n型限制层以及n侧空间层。22.根据权利要求21所述的发光二极管的制备方法，其中，在所述n型电流扩展层中，或在所述n型电流扩展层和所述n型限制层之间形成所述量子阱吸收层。23.根据权利要求18所述的发光二极管的制备方法，其中，形成所述p型半导体层的方法包括：在所述多量子阱层上依次形成p侧空间层、p型限制层、p型电流扩展层以及p型接触层。24.根据权利要求18或22所述的发光二极管的制备方法，其中，所述多量子阱层的阱层和所述量子阱吸收层的阱层的材料包括ingaas，所述多量子阱层的垒层和所述量子阱吸收层的垒层的材料包括gaas、algaas或algaasp。25.根据权利要求18或22所述的发光二极管的制备方法，其中，所述量子阱吸收层的材料与所述多量子阱层的材料相同或不同。26.根据权利要求18或22所述的发光二极管的制备方法，其中，所述量子阱吸收层的阱层的材料为in
x
ga
1-x
as，x组分为0～20％；所述量子阱吸收层的垒层的材料为al
y
ga
1-y
as
z
p
1-z
，y组分为0～50％，z组分为70～100％。27.根据权利要求26所述的发光二极管的制备方法，其中，所述量子阱吸收层的阱层的
材料的in组分小于所述多量子阱层的阱层的材料的in组分。28.根据权利要求18所述的发光二极管的制备方法，其中，所述量子阱吸收层的阱层的厚度大于所述多量子阱层的阱层的厚度。29.根据权利要求26所述的发光二极管的制备方法，其中，具有两个或者两个以上周期的所述量子阱吸收层中，每个周期中所述量子阱吸收层的阱层具有相同或者不同的in组分。30.根据权利要求18所述的发光二极管的制备方法，其中，具有两个或者两个以上周期的所述量子阱吸收层中，每个周期中所述量子阱吸收层具有相同或不同的厚度。31.根据权利要求18所述的发光二极管的制备方法，其中，所述量子阱吸收层为掺杂的超晶格结构，且所述量子阱吸收层的掺杂类型为n型。32.根据权利要求26所述的发光二极管的制备方法，其中，所述量子阱吸收层的垒层的al组分以及掺杂浓度与n型电流扩展层的组分以及掺杂浓度相同。33.根据权利要求18所述的发光二极管的制备方法，其中，所述量子阱吸收层中垒层的厚度大于30nm，且小于200nm。34.根据权利要求18所述的发光二极管的制备方法，其中，所述量子阱吸收层的周期数为1～30。35.根据权利要求18所述的发光二极管的制备方法，其中，还包括在所述生长衬底上形成腐蚀截止层，所述腐蚀截止层位于所述生长衬底和所述n型半导体层之间；去除所述生长衬底时，同时去除所述腐蚀截止层。
技术总结公开了一种发光二极管及其制备方法，发光二极管包括：衬底；位于所述衬底上的键合金属层；位于所述键合金属层上的P型半导体层；位于所述P型半导体层上的多量子阱层；位于所述多量子阱层上的N型半导体层；与所述N型半导体层连接的第一电极；以及与所述P型半导体层连接的第二电极；其中，所述N型半导体层中包括量子阱吸收层，所述量子阱吸收层为具有至少一个周期的量子阱结构，以吸收所述多量子阱层的辐射光中的部分份额。本发明实施例的发光二极管及其制备方法，通过在发光二极管出光侧增设量子阱吸收层，在不需要使用额外滤波装置的情况下，通过发光二极管本身的外延结构对所述多量子阱层的辐射光进行过滤。子阱层的辐射光进行过滤。
技术研发人员：李森林 毕京锋 王亚宏 薛龙 廖寅生 赖玉财 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：2022.07.22
技术公布日：2022/11/1
