[發(fā)明專利]一種LED外延結(jié)構(gòu)及制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510727669.5
• 申請日: 2015-11-02
• 公開（公告）號: CN105226149B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張潔;馮向旭;杜成孝;劉建明;徐宸科
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門市三安光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/22;H01L33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種LED外延結(jié)構(gòu)，從下至上依次包括：襯底、第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、超晶格、多量子阱層以及第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層，其特征在于：在所述超晶格中插入超過一層顆粒介質(zhì)層，所述顆粒介質(zhì)層位于超晶格層中的不同高度位置，用于在所述超晶格中形成不同寬度和深度的V型坑，多量子阱層填充所述V型坑并位于超晶格頂表面上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED外延結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述顆粒介質(zhì)層的粒徑為0.5~5nm，所述V型坑的寬度為50~500nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED外延結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述V型坑深度H取決于超晶格總厚T1、多量子阱層總厚T2及顆粒介質(zhì)層在超晶格層中的位置，并滿足T2<H<T1+T2。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED外延結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述顆粒介質(zhì)層密度與V型坑密度基本對應(yīng)，V型坑密度介于1×10⁷cm^-2至1×10⁹cm^-2。

5.一種LED外延結(jié)構(gòu)的制作方法，包括以下工藝步驟：

（1）提供一襯底；

（2）在所述襯底上生長第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層；

（3）在所述第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層上生長超晶格，在超晶格生長過程中插入超過一層顆粒介質(zhì)層，所述顆粒介質(zhì)層位于超晶格層中的不同高度位置，用于在所述超晶格中形成不同寬度和深度的V型坑；

（4）在所述V型坑及所述超晶格頂表面上生長多量子阱層；

（5）在所述多量子阱層上生長第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種LED外延結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于：所述顆粒介質(zhì)層的粒徑為0.5~5nm，所述V型坑的寬度為50~500nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種LED外延結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于：所述V型坑深度H取決于超晶格總厚T1、多量子阱層總厚T2及顆粒介質(zhì)層在超晶格層中的位置，并滿足T2<H<T1+T2。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種LED外延結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于：所述顆粒介質(zhì)層密度與V型坑密度基本對應(yīng)，密度介于1×10⁷cm^-2至1×10⁹cm^-2。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種LED外延結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于：所述顆粒介質(zhì)層材質(zhì)為氮化鎂(Mg_xN_y)或氮化硅(Si_xN_y)或氧化硅(Si_xO_y)或氧化鈦(Ti_xO_y)或氧化鋯(Zr_xO_y)或氧化鉿(Hf_xO_y)或氧化鉭(Ta_xO_y)或其組合。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種LED外延結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于：所述超晶格的生長溫度為700~900℃。

11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種LED外延結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于：所述步驟（3）中，在超晶格生長過程中插入超過一層顆粒介質(zhì)層，由于超晶格的生長溫度較低，側(cè)向外延能力較弱，容易自外延表面于顆粒介質(zhì)層處形成V型坑。