一种LED外延结构及其制备方法和LED芯片技术

本发明专利技术提供了一种LED外延结构及其制备方法和LED芯片，通过第一缓冲层释放应力的同时，能够通过相变层减小发光外延生长过程中衬底与第一导电类型半导体层之间界面自由能来促进横向生长；同时还能够通过第二缓冲层的生长来降低缺陷密度，最终提高了LED外延结构的晶体生长质量，进而能够提高LED芯片的内量子效率，改善LED外延结构的漏电情况。改善LED外延结构的漏电情况。改善LED外延结构的漏电情况。

【技术实现步骤摘要】
一种LED外延结构及其制备方法和LED芯片


[0001]本专利技术涉及半导体
，更为具体地说，涉及一种LED(light
‑
emitting diode，发光二极管)外延结构及其制备方法和LED芯片。

技术介绍

[0002]发光二极管作为一种新型的半导体固态光源，因其优越的性能在照明领域掀起新的浪潮，尤其是GaN基蓝光LED，已经成为当今国际科学研究的热点。随着科技的进步与工艺水平的提高，GaN基LED在发光效率、生长技术等方面取得了巨大突破，但是仍然存在一些问题亟待解决。由于蓝宝石衬底和GaN材料间存在大的晶格失配和热膨胀系数失配，因此商用基于蓝宝石衬底的蓝光LED，存在着一些固有的缺陷，如散热问题、漏电问题以及在大电流下效率衰退效应。尽管在衬底和发光外延之间插入了缓冲层，但仍然存在外延生长时晶体质量较低的问题，降低了LED芯片的内量子效率。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了一种LED外延结构及其制备方法和LED芯片，有效解决了现有技术存在的技术问题，提高了LED外延结构的晶体生长质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LED外延结构的制备方法，其特征在于，包括：提供衬底；在所述衬底上生长第一缓冲层；对所述第一缓冲层背离所述衬底一侧的表层进行相变处理，使得所述第一缓冲层背离所述衬底一侧的表层为相变层；在所述第一缓冲层背离所述衬底一侧生长第二缓冲层；在所述第二缓冲层背离所述衬底一侧生长第一导电类型半导体层，所述相变层的晶体取向与所述第一导电类型半导体层的本征材料的晶体取向相同；在所述第一导电类型半导体层背离所述衬底一侧生长多量子阱有源层；在所述多量子阱有源层背离所述衬底一侧生长第二导电类型半导体层。2.根据权利要求1所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，在所述衬底上生长第一缓冲层，包括：采用反应气体TMAl、SiH4、NH3、H2和N2，工艺温度500
‑
850℃，在所述衬底上生长所述第一缓冲层为SiAlN层，其中，所述SiAlN层的厚度为5
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50nm；及所述SiAlN层的Si和Al的摩尔比为0.05
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0.5。3.根据权利要求2所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，对所述第一缓冲层背离所述衬底一侧的表层进行相变处理，包括：采用反应气体NH3、H2和N2，工艺温度800
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1000℃，工艺时间0.5
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3min，，对所述第一缓冲层背离所述衬底一侧的表层进行相变处理，其中，所述相变处理的过程中NH3组分占比为30％
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80％。4.根据权利要求1所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，在所述第一缓冲层背离所述衬底一侧生长第二缓冲层，包括：采用反应气体TMGa、TMAl、TMIn、NH3、H2和N2，工艺温度800
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1000℃，在所述第一缓冲层背离所述衬底一侧生长所述第二缓冲层为AlInGaN层，所述AlInGaN层的厚度为10
‑
100nm，所述AlInGaN层的In组分为0.001
‑
0.005，所述AlInG...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔晓慧，谢祥彬，霍丽艳，刘兆，
申请(专利权)人：江西乾照光电有限公司，
类型：发明
国别省市：