[發明專利]LED外延結構及其制備方法

無效

• 申請號: 201210576134.9
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103078017A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 陳勇
• 申請（專利權）人: 光達光電設備科技（嘉興）有限公司
• 主分類號: H01L33/02
• 分類號: H01L33/02;H01L33/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及發光二極管(LED)制造領域，特別是涉及一種LED外延片及其制備方法。

背景技術

氮化鎵(GaN)材料為直接帶隙半導體，帶隙從1.8～6.2eV連續可調，是生產高亮度藍、綠光和白光LED的首選材料，產品廣泛應用于大屏幕彩色顯示、車輛及交通信號、室內外裝飾照明、景觀裝飾照明、標識標牌指示、太陽能路燈、智能交通控制和通用照明等工程以及手機、電腦、音響及家電產品的指示光源等。

在目前的LED市場上，由于傳統的平面電極結構的LED芯片中存著電流擁擠效應和發光面積小的問題，垂直電極結構的LED芯片成為主流解決方案之一。為了實現這種垂直結構，需要采用激光剝離實現襯底與發光外延層的分離。圖1為現有技術LED外延結構的剖面示意圖，如圖1所示，現有技術先在襯底10上依次生長緩沖層11、犧牲層12、N型氮化鎵(N-GaN)層131、量子阱層132以及P型氮化鎵(P-GaN)層133等，N型氮化鎵(N-GaN)層131、量子阱層132以及P型氮化鎵(P-GaN)層133構成實現LED發光的發光外延層13；然后在用激光熔化緩沖層11和所述犧牲層12以實現襯底10與發光外延層13的剝離。但在激光剝離的過程中，由于緩沖層11、犧牲層12和N型氮化鎵層131透光，激光會穿過緩沖層11、犧牲層12和N型氮化鎵層131到達量子阱層132，造成量子阱層132的損傷，從而造成LED發光效率降低。

因此，如何減少或避免剝離襯底時激光對量子阱層的光損傷，已成為本領域技術人員需要解決的問題。

發明內容

現有技術LED外延結構存在對其進行激光剝離時LED外延結構的量子阱層會出現光損傷的問題，本發明提供一種能解決上述問題的LED外延結構及其制備方法。

本發明提供一種LED外延結構，其包括自下至上依次排列的襯底、緩沖層、犧牲層、N型氮化鎵層、量子阱層和P型氮化鎵層，其特征在于：所述犧牲層與所述量子阱層之間還具有一光屏蔽層，所述光屏蔽層對用于剝離襯底的激光的吸收率大于相同厚度的N型氮化鎵材料層對激光的吸收率。

進一步的，在所述LED外延結構中，所述光屏蔽層位于所述犧牲層和所述N型氮化鎵層之間，或位于所述N型氮化鎵層和所述量子阱層之間，或嵌于所述N型氮化鎵層中。

進一步的，在所述LED外延結構中，所述光屏蔽層具有粗糙表面。

進一步的，在所述LED外延結構中，所述犧牲層的材料為氮化鎵或氮化鋁鎵。

進一步的，在所述LED外延結構中，所述光屏蔽層為一層或多層無圖形膜。

進一步的，在所述LED外延結構中，所述光屏蔽層的材料對激光的吸收率高于N型氮化鎵對激光的吸收率。

進一步的，在所述LED外延結構中，所述光屏蔽層的材料為氮化硼及氮化鋁中的一種或其組合。

進一步的，在所述LED外延結構中，所述光屏蔽層包括若干圖形化的子光屏蔽層和連接層，所述子光屏蔽層的圖形相互配合，以使在對所述襯底進行激光剝離時從所述襯底一側入射的激光能夠被所述子光屏蔽層阻擋，所述連接層位于若干所述子光屏蔽層之間，所述連接層的材料為氮化鋁鎵、氮化鋁、氮化鎵中的一種或幾種的組合，所述子光屏蔽層的材料對激光的吸收率高于N型氮化鎵對激光的吸收率。

進一步的，在所述LED外延結構中，所述第一光屏蔽層的材料為氮化硼、氮化鋁、光屏蔽金屬、光屏蔽氧化物或光屏蔽聚合物中的一種或幾種的組合，所述第二光屏蔽層的材料為氮化硼、氮化鋁、光屏蔽金屬、光屏蔽氧化物或光屏蔽聚合物中的一種或幾種的組合。

進一步的，在所述LED外延結構中，所述光屏蔽層包括一圖形化的第一子光屏蔽層、一圖形化的第二子光屏蔽層和一連接層，所述第一子光屏蔽層的圖形和所述第二子光屏蔽層的圖形的位置相互補，所述連接層位于所述第一子光屏蔽層和所述第二子光屏蔽層之間。

進一步的，在所述LED外延結構中，所述第一子光屏蔽層和所述第二子光屏蔽層的橫截面形狀均為格子形。

進一步的，本發明還提供一種LED外延結構的制備方法，其包括：

提供襯底；

在所述襯底上制備緩沖層；

在所述緩沖層上制備犧牲層；

在所述犧牲層上制備N型氮化鎵層；

在所述N型氮化鎵層上制備量子阱層；

在所述量子阱層上制備P型氮化鎵層；