一种LED外延结构及生长方法技术

本发明专利技术公开了一种LED外延结构，包括衬底以及依次层叠设置在衬底上的第一半导体层、超晶格层、发光层及第二半导体层；超晶格层包括至少一个超晶格单体，超晶格单体为依次层叠设置的SiInN层和SiInGaN层或者是依次层叠设置的AlInGaN层、SiInN层和SiInGaN层；应用本发明专利技术的技术方案，效果是：通过设置超晶格层能有效释放第一半导体层的应力，同时提高电子和空穴的复合效率；本发明专利技术还公开了一种LED外延生长方法，包括依次在衬底上生长第一半导体层、超晶格层、发光层和第二半导体层；超晶格层包括至少一个超晶格单体，超晶格单体能限制从第一半导体内注入的电子，同时能够让电子在LED传送通道上分散开来，便于向发光层提供源源不断的电子。

【技术实现步骤摘要】
一种LED外延结构及生长方法
本专利技术涉及LED
，具体涉及一种LED外延结构及生长方法。
技术介绍
在LED制造领域中，LED常利用半导体PN结作为发光材料，而在LED中空穴迁移率远远低于电子迁移率，从而使得在LED中电子迁移出发光层区域，而空穴却难迁移至发光层区域的现象，容易造成以下弊端：1、空穴注入效率低下，造成LED发光效果不良；2、发光层区域中存在电子和空穴浓度分布不均衡的现象，使得空穴和电子的复合几率偏低，严重限制了LED发光效率的提升。因此，急需一种能有效提高空穴和电子复合效率的LED外延结构及生长方法来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种LED外延结构及生长方法，以解决空穴和电子复合效率低的问题。为了解决上述问题，本专利技术提供一种LED外延结构，包括衬底以及依次层叠设置在衬底上的第一半导体层、超晶格层、发光层及第二半导体层；所述超晶格层包括至少一个超晶格单体，超晶格单体为依次层叠设置的SiInN层和SiInGaN层或者是依次层叠设置的AlInGaN层、SiInN层和SiI本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED外延结构，其特征在于，包括衬底(1)以及依次层叠设置在衬底(1)上的第一半导体层(2)、超晶格层(3)、发光层(4)及第二半导体层(5)；/n所述超晶格层(3)包括至少一个超晶格单体，超晶格单体为依次层叠设置的SiInN层(3.2)和SiInGaN层(3.3)或者是依次层叠设置的AlInGaN层(3.1)、SiInN层(3.2)和SiInGaN层(3.3)。/n

【技术特征摘要】
1.一种LED外延结构，其特征在于，包括衬底(1)以及依次层叠设置在衬底(1)上的第一半导体层(2)、超晶格层(3)、发光层(4)及第二半导体层(5)；
所述超晶格层(3)包括至少一个超晶格单体，超晶格单体为依次层叠设置的SiInN层(3.2)和SiInGaN层(3.3)或者是依次层叠设置的AlInGaN层(3.1)、SiInN层(3.2)和SiInGaN层(3.3)。


2.根据权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，第二半导体层上还设有ITO层(6)和保护层(7)。


3.根据权利要求2所述的LED外延结构，其特征在于，所述第一半导体层(2)的厚度为200-400nm；所述超晶格层(3)的厚度为150-250nm；所述发光层(4)的厚度为200-300nm；所述第二半导体层(5)的厚度为100-200nm。


4.一种LED外延生长方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：在衬底(1)上生长第一半导体层(2)，所述第一半导体层(2)包括不掺杂的U型GaN层(2.1)和掺杂Si的N型GaN层(2.2)；
步骤二：在第一半导体层(2)中掺杂Si的N型GaN层(2.2)上生长超晶格层(3)；
步骤三：在超晶格层(3)上生长发光层(4)；
步骤四：在发光层上生长第二半导体层(5)；
所述步骤二中的超晶格层(3)包括至少一个超晶格单体，超晶格单体为依次层叠设置的SiInN层(3.2)和SiInGaN层(3.3)或者是依次层叠设置AlInGaN层(3.1)、SiInN层(3.2)和SiInGaN层(3.3)。


5.根据权利要求4所述的LED外延生长方法，其特征在于，所述步骤二中，超晶格层(3)包括依次生长的10-20个超晶格单体。


6.根据权利要求4所述的LED外延生长方法，其特征在于，所述步骤二中超晶格单体的具体生长方法为：保持温度800-850℃，保持反应腔压力200-250mbar，通入流量为50000-60000sccm的NH3、1000-1500sccm的TMIn和1-2sccm的SiH4，生长1-2nm的SiInN层(3.2)；保持温度800-850℃，保持反应腔压力200-250mbar，通入流量为50000-60000sccm的NH3、100-150sccm的TMIn、400-1000sccm的TEGa和10-20sccm的SiH4，生长10-20nm的SiInGaN层(3.3)；
或者是，保持温度800-850℃，保持反应腔压力200-250mbar，通入流量为50000-60000sccm的NH3、120-250sccm的TEGa、20-50sccm的TMAl和1000-1500sccm的TMIn，生长2-4nm的AlInGaN层(3.1)；保持温度800-850℃，保持反应腔压力200-250mbar，通入流量为50000-60000sccm的NH3、1000-1500sccm的TMIn和1-2scc...

【专利技术属性】
技术研发人员：王杰，冯磊，徐平，
申请(专利权)人：湘能华磊光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43