[發明專利]進一步提高LED出光效率的方法及其LED結構

在審

• 申請號: 201710316653.4
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN107123710A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 林兓兓;蔡吉明;張家宏
• 申請（專利權）人: 安徽三安光電有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/22;H01L33/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于半導體技術領域，尤其涉及進一步提高LED出光效率的放光及其LED結構。

背景技術

傳統外延片成長方式，都是以高溫的方式成長P-GaN，直到表面平整，P-GaN型貌及質量的已直接影響LED芯片的出光效率，容易在出光的時侯，產出外延晶體的內部反射及折射，造成能量的損失。由于芯片應用端得多元化，背光產品所使用的芯粒，相對軸向亮度必需要更好，抗靜電能力及波長集中性也要相對要求高。

目前為了提高芯片的出光效率，一方面是通過蝕刻對芯片表面粗化，其需要經過上膠、曝光、顯影、刻蝕、去膠等步驟，工藝過程復雜。另一方面是直接在外延層上表面通過提高P型層的Mg摻雜濃度還制備粗糙結構增加出光，此方法的缺點是可用于背光產品的外延挑片率受限，另一方面，為追求更高的軸向亮度，刻易將P-GaN厚度長薄，而無法填平有源層中的V型缺陷，造成LED的漏電通道增加。

因此，我們需要尋找一種工藝過程簡單、表面粗化好的工藝制程，來提高芯粒的軸向出光效率及抗靜電能力。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明首先提出進一步提高LED出光效率的方法，其具體包括如下步驟：

S1、首先采用MOCVD法生長若干個外延片，所述外延片依次包括：襯底、以位于襯底上的第一半導體層、發光層和第二半導體層；

S2、外延片生長結束后，進行第一次退火工藝；

S3、對退火后的外延片進行光電性能測試及外觀檢測；

S4、挑選出光電性能優異及外觀良好的外延片再次采用MOCVD法進行二次外延生長粗化層，得到表面粗化的外延片。

S5、對二次生長后的外延片進行二次退火工藝。

優選的，所述步驟S4中用于二次外延生長的外延片為波長分布均勻、快測亮度較高、表面平整、無臟污的外延片。

優選的，所述步驟S2中的第一次退火工藝與所述步驟S5中的二次退火工藝相同或不同。

優選的，所述粗化層采用低溫高NH₃/H₂比和高生長速率制備而成。

優選的，所述粗化層的生長條件為：N₂和H₂作為載氣、NH₃為氮源、TMGa為鎵源，反應室應力為200~500torr，轉速為600rpm~1200rpm，生長溫度為700℃~900℃，NH₃/H₂為30:1~60:1。

優選的，所述粗化層的厚度為3000?-5000?。

優選的，所述粗化層為不規則粗化結構或者規則粗化結構。

優選的，所述粗化層為V-pits結構。

優選的，該方法還包括對再次退火后的外延片進行芯片端，形成復數個芯粒的步驟。

本發明還提供了一種LED結構，其采用權利要求1~9所述的任意一項權利要求制備而成，其包括首次生長的外延結構層及采用相同的方法二次外延生長的粗化層，其中，所述外延結構層為光電性能優異及表面平整的外延層，其依次包括襯底及依次位于所述襯底上的第一半導體層、發光層和第二半導體層。

本發明至少具有以下有益效果：采用較低的生長溫度及較高的NH₃/H₂比和低的V/Ⅲ及高生長速率于一次外延層上二次外延生長粗化層，制備表面粗化LED結構，增加其軸向出光強度，同時因P型層的增厚增加，增強了LED的抗靜電能力，進一步提高其出光效率。

附圖說明

圖1為本發明實施例1之LED結構制備方法流程圖。

圖2 為本發明實施例1之LED結構示意圖。

圖3為本發明實施例2之LED結構制備方法流程圖。

附圖標注：100：襯底；200：第一半導體層；300：發光層；400：第二半導體層；500：粗化層。

具體實施方式

在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發明。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。

實施例1

參看附圖1~2，本發明首先提出進一步提高LED出光效率的方法，其具體包括如下步驟：

S1、首先采用MOCVD法生長若干個外延片，所述外延片依次包括：襯底100、以及位于襯底100上的第一半導體層200、發光層300和第二半導體層400；