【技术实现步骤摘要】
外延结构及其制造方法
本公开涉及外延结构制造领域，更具体地，涉及一种外延结构及其制造方法。
技术介绍
化合物半导体发光元件因具有节能环保、发光效率高、颜色波长易调控、体积小、使用寿命长等优点，已成为市场主流的照明光源，广泛应用于家庭照明、户外路灯照明、舞台灯照明、交通信号灯、电视背光、手机电脑背光、室内显示屏、车灯等各种照明和显示领域，其中，氮化物半导体发光元件具有较高的发光效率，因此在照明领域得到了越来越广泛的应用。本申请希望进一步改进半导体发光元件的结构与形成工艺，从而提高发光元件的发光效率。
技术实现思路
本专利技术提供了一种外延结构及其制造方法，通过超薄的空穴供应层填充大开口尺寸的V型凹陷，并在多量子阱层上方提供平整表面，从而在保证高空穴注入效率的前提下降低空穴供应层对光的吸收，从而提高了发光元件的发光效率。根据本专利技术的一方面，提供了一种外延结构，包括：衬底；电子供应层，位于所述衬底上；多量子阱层，位于所述电子供应层上；多个V型凹陷，自所述多量子阱层的表面延伸至所述多量子阱层中；以及空穴供应层，位于所述多量子阱层上方并填充所述多个V型凹陷，其中，至少一个所述V型凹陷的开口尺寸大于等于所述空穴供应层的厚度的四分之三。优选地，所述空穴供应层包括：第一P型层，位于所述多量子阱层上方。优选地，所述空穴供应层还包括：第二P型层，位于所述第一P型层上，所述第二P型层中掺杂P型杂质，所述P型杂质扩散至所述第一P型层中，其中，所述第二P型层的厚度小于所述第一P型层的厚度...
【技术保护点】
1.一种外延结构，其特征在于，包括：/n衬底；/n电子供应层，位于所述衬底上；/n多量子阱层，位于所述电子供应层上；/n多个V型凹陷，自所述多量子阱层的表面延伸至所述多量子阱层中；以及/n空穴供应层，位于所述多量子阱层上方并填充所述多个V型凹陷，/n其中，至少一个所述V型凹陷的开口尺寸大于等于所述空穴供应层的厚度的四分之三。/n
【技术特征摘要】
1.一种外延结构，其特征在于，包括：
衬底；
电子供应层，位于所述衬底上；
多量子阱层，位于所述电子供应层上；
多个V型凹陷，自所述多量子阱层的表面延伸至所述多量子阱层中；以及
空穴供应层，位于所述多量子阱层上方并填充所述多个V型凹陷，
其中，至少一个所述V型凹陷的开口尺寸大于等于所述空穴供应层的厚度的四分之三。
2.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述空穴供应层包括：第一P型层，位于所述多量子阱层上方。
3.根据权利要求2所述的外延结构，其特征在于，所述空穴供应层还包括：第二P型层，位于所述第一P型层上，所述第二P型层中掺杂P型杂质，所述P型杂质扩散至所述第一P型层中。
4.根据权利要求3所述的外延结构，其特征在于，所述P型杂质包括Mg，
在所述第二P型层中，Mg的掺杂浓度范围包括1E19至5E20cm-3，
在所述第一P型层中，Mg的掺杂浓度范围包括1E19至5E19cm-3。
5.根据权利要求4所述的外延结构，其特征在于，所述第一P型层与所述第二P型层为GaN层。
6.根据权利要求4所述的外延结构，其特征在于，所述第一P型层的厚度大于所述第二P型层的厚度。
7.根据权利要求3所述的外延结构，其特征在于，所述第一P型层的厚度范围包括50至150埃米，
所述第二P型层的厚度范围包括50至150埃米。
8.根据权利要求1-7任一所述的外延结构，其特征在于，所述V型凹陷的开口尺寸包括150至300埃米，所述空穴供应层的厚度小于等于200埃米。
9.根据权利要求1-7任一所述的外延结构，其特征在于，所述空穴供应层的表面粗糙度小于等于1nm。
10.根据权利要求1-7任一所述的外延结构，其特征在于，还包括非掺杂GaN层，位于所述衬底与所述电子供应层之间。
11.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述多个V型凹陷的相连比例小于20％。
12.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述电子供应层包括N型GaN层，厚度范围包括1至3μm。
13.根据权利要求12所述的外延结构，其特征在于，所述电子供应层的掺杂杂质包括Si，
其中，Si的掺杂浓度范围包括1E19至8E19cm-3。
14.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述多量子阱层包括InGaN/GaN层或InGaN/AlGaN层或(InaGa1-aN/AlbGa1-bN)k的周期结构，周期k的取值范围包括3至15，
其中，InaGa1-aN层作为阱层，所述InaGa1-aN层的厚度范围包括20至50埃米，在所述InaGa1-aN层中，In组份a的取值范围包括10％至30％；
AlbGa1-bN层作为垒层，所述AlbGa1-bN层的厚度范围包括40至200埃米，所述AlbGa1-bN层掺杂Si，掺杂浓度范围包括5E16至8E17cm-3，在所述AlbGa1-bN层中，Al组份b的取值范围包括0至30％。
15.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于，还包括电子阻挡层，位于所述多量子阱层与所述空穴供应层之间，部分所述电子阻挡层位于所述多个V型凹陷中。
16.根据权利要求15所述的外延结构，其特征在于，所述电子阻挡层的材料包括AlGaN、AlInGaN、AlGaN与GaN的超晶格结构、AlInGaN与GaN的超晶格结构、AlGaN与AlN的超晶格结构以及AlInGaN与AlN的超晶格结构中的一种或任意组合。
17.根据权利要求1-7任一项所述的外延结构，其特征在于，所述空穴供应层在所述多量子阱层上方提供平整表面。
18.根据权利要求1-7任一项所述的外延结构，其特征在于，控制目标原子的迁移率以控制所述V型凹陷被填充的效率，所述目标原子在气体环境中生长形成所述空穴供应层，所述目标原子包括镓原子。
19.一种外延结构的制造方法，其特征在于，包括：
在衬底上形成电子供应层；
在所述电子供应层上形成多量子阱层，多个V型凹陷自所述多量子阱层的表面延伸至所述多量子阱层中；以及
在所述多量子阱层上方形成空穴供应层以填充所述多个V型凹陷，
其中，至少一个所述V型凹陷的开口尺寸大于等于所述空穴供应层的厚度的四分之三。
20.根据权利要求19所述的制造方法，其特征在于，形成所述空穴供应层的步骤包括：
控制目标原子的迁移率以控制所述V型凹陷被填充的效率，所述目标原子在气体环境中生长形成所述空穴供应层。
21.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：范伟宏，薛脱，邬元杰，李东昇，蒋敏，张成军，
申请(专利权)人：厦门士兰明镓化合物半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35
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