一种LED外延结构制造技术

技术编号:43286746 阅读:47 留言:0更新日期:2024-11-12 16:08
本申请公开了一种LED外延结构,LED外延结构包括:外延衬底;在外延衬底的一侧表面上从下到上依次层叠的缓冲层、腐蚀截止层、第一型半导体层、有源层以及第二型半导体层;其中,腐蚀截止层与第一型半导体层之间具有多个GaAs量子点结构。本申请技术方案通过在腐蚀截止层和第一型半导体层之间增加GaAs量子点结构,可以基于GaAs量子点结构的量子限制效应,调节能带结构,进而改善能带偏移问题。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及半导体器件,更具体的说,涉及一种led外延结构。


技术介绍

1、发光二极管(light emitting diode,简称led)是一种半导体固体发光器件,其利用半导体pn结作为发光材料,可以直接将电转换为光。近年来led因其具有耗电低、寿命长、体积小、节能环保等优点得到了广泛的应用。特别是随着金属有机物化学气相沉积(mocvd)外延生长技术的成熟,以砷化镓(gaas)为代表的红光led迅速发展,开始大规模商用化。

2、现有的led外延结构中,需要在外延衬底表面的缓冲层上形成腐蚀截止层,而后在腐蚀截止层的表面上依次形成外延层,以便于在去除外延衬底时,缓冲层上方的外延层被腐蚀。

3、现有技术中,虽然腐蚀截止层与其两侧膜层的晶格匹配,但是腐蚀截止层与其两侧膜层的存在带隙差,带隙差则会带来能带偏移问题。而能带偏移会导致led的寿命缩短,非均匀的能带偏移会导致电荷和电场聚集,进而形成热点和局部电压过高的区域,这可能会增加载流子的散射和损失,加速材料的退化和led的失效。


技术实现思路

1、有鉴于此,本申请提供了一种led外延结构,方案如下:

2、一种led外延结构,包括:

3、外延衬底;

4、在所述外延衬底的一侧表面上从下到上依次层叠的缓冲层、腐蚀截止层、第一型半导体层、有源层以及第二型半导体层;

5、其中,所述腐蚀截止层与所述第一型半导体层之间具有多个gaas量子点结构。

6、优选的,在上述led外延结构中,所述腐蚀截止层朝向所述第一型半导体层的一侧表面具有多个凹坑;

7、其中,所述第一型半导体层朝向所述腐蚀截止层的一侧具有填充所述凹坑的凸起结构;所述gaas量子点结构包括所述凸起结构。

8、优选的,在上述led外延结构中,所述凹坑为圆柱形凹坑,凸起结构为填充圆柱形凹坑的圆柱形凸起;

9、或,所述凹坑为圆锥形凹坑,凸起结构为填充圆锥形凹坑的圆锥形凸起。

10、优选的,在上述led外延结构中,所述gaas量子点结构在所述腐蚀截止层表面的分布密度范围是1×108个/cm2~1×1010个/cm2。

11、优选的,在上述led外延结构中,在平行于所述第一型半导体层所在平面的方向上,所述gaas量子点结构的尺寸范围是2nm~15nm;

12、在垂直行于所述第一型半导体层所在平面的方向上,所述gaas量子点结构的尺寸不大于5nm。

13、优选的,在上述led外延结构中,多个gaas量子点结构在所述第一型半导体层朝向所述腐蚀截止层的一侧表面均匀分布。

14、优选的,在上述led外延结构中,所述第一型半导体层包括:在所述腐蚀截止层表面上依次层叠的第一型欧姆接触层、第一型窗口层以及第一型限制层;

15、其中,所述第一型欧姆接触层朝向所述腐蚀截止层的一侧表面具有嵌入所述腐蚀截止层表面内的凸起结构;所述gaas量子点结构包括所述凸起结构。

16、优选的,在上述led外延结构中,所述腐蚀截止层为掺杂的gainp层;

17、所述第一型欧姆接触层为掺杂的gaas层。

18、优选的,在上述led外延结构中,所述腐蚀截止层的厚度范围是150nm~300nm;

19、所述第一型欧姆接触层的厚度范围是40nm~150nm。

20、优选的,在上述led外延结构中,第二型半导体层包括:在有源层的表面上依次层叠的第二型限制层、第二型电流扩展层以及第二型欧姆接触层。

21、通过上述描述可知,本申请技术方案提供的led外延结构包括:外延衬底;在外延衬底的一侧表面上从下到上依次层叠的缓冲层、腐蚀截止层、第一型半导体层、有源层以及第二型半导体层;其中,腐蚀截止层与第一型半导体层之间具有多个gaas量子点结构。本申请技术方案通过在腐蚀截止层和第一型半导体层之间增加gaas量子点结构,可以基于gaas量子点结构的量子限制效应,调节能带结构,进而改善能带偏移问题。同时gaas量子点结构的量子限制效应还可以限制缺陷的扩散和传播,可以防止外延衬底中的缺陷向上延伸。

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:

2.根据权利要求1所述的LED外延结构,其特征在于,所述腐蚀截止层朝向所述第一型半导体层的一侧表面具有多个凹坑;

3.根据权利要求2所述的LED外延结构,其特征在于,所述凹坑为圆柱形凹坑,所述凸起结构为填充所述圆柱形凹坑的圆柱形凸起;

4.根据权利要求1所述的LED外延结构,其特征在于,所述GaAs量子点结构在所述腐蚀截止层的表面的分布密度范围是1×108个/cm2~1×1010个/cm2。

5.根据权利要求1所述的LED外延结构,其特征在于,在平行于所述第一型半导体层所在平面的方向上,所述GaAs量子点结构的尺寸范围是2nm~15nm;

6.根据权利要求1所述的LED外延结构,其特征在于,多个GaAs量子点结构在所述第一型半导体层朝向所述腐蚀截止层的一侧表面均匀分布。

7.根据权利要求1-6任一项所述的LED外延结构,其特征在于,所述第一型半导体层包括:在所述腐蚀截止层的表面上依次层叠的第一型欧姆接触层、第一型窗口层以及第一型限制层;

8.根据权利要求7所述的LED外延结构,其特征在于,所述腐蚀截止层为掺杂的GaInP层;

9.根据权利要求7所述的LED外延结构,其特征在于,所述腐蚀截止层的厚度范围是150nm~300nm;

10.根据权利要求1-6任一项所述的LED外延结构,其特征在于,所述第二型半导体层包括:在所述有源层的表面上依次层叠的第二型限制层、第二型电流扩展层以及第二型欧姆接触层。

...

【技术特征摘要】

1.一种led外延结构,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的led外延结构,其特征在于,所述腐蚀截止层朝向所述第一型半导体层的一侧表面具有多个凹坑;

3.根据权利要求2所述的led外延结构,其特征在于,所述凹坑为圆柱形凹坑,所述凸起结构为填充所述圆柱形凹坑的圆柱形凸起;

4.根据权利要求1所述的led外延结构,其特征在于,所述gaas量子点结构在所述腐蚀截止层的表面的分布密度范围是1×108个/cm2~1×1010个/cm2。

5.根据权利要求1所述的led外延结构,其特征在于,在平行于所述第一型半导体层所在平面的方向上,所述gaas量子点结构的尺寸范围是2nm~15nm;

6.根据权利要求1所述的led外延...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢岚驰李森林毕京锋
申请(专利权)人:厦门士兰明镓化合物半导体有限公司
类型:新型
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1