LED外延结构制造技术

本发明专利技术提供了一种LED外延结构，包括：衬底，所述衬底上形成有第一半导体层；多量子阱层，位于所述第一半导体层上；第二半导体层，位于所述多量子阱层上，所述第二半导体层与第一半导体层的导电类型相反，还包括：第三半导体层，位于第二半导体层上，所述第三半导体层的导电类型与第一半导体层的导电类型相同以提高扩展电流分布的均匀性，所述第三半导体层的材质为III-V族化合物。本发明专利技术提高了LED外延结构的量子效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及LED
，特别涉及LED外延结构。
技术介绍
自GaN基第三代半导体材料的兴起，蓝光LED研制成功，LED的发光强度和白光发光效率不断提高。LED被认为是下一代进入通用照明领域的新型固态光源，因此得到广泛关注。现有的LED外延结构请参考图1，图1为现有技术的LED外延结构的剖面结构示意图。现有的LED外延结构包括:蓝宝石衬底10 ;缓冲层11，位于所述蓝宝石衬底10上；第一半导体层12，位于所述缓冲层11上，所述第一半导体层12的材质为N型GaN ;多量子阱层13，位于所述N-GaN层12上；第二半导体层14，所述第二半导体层14的材质为P型GaN ；ITO层15，位于所述第二半导体层14上；第一导电电极16，与第一半导体层12电连接；第二导电电极17，与ITO层15电连接。通常，为了将外延结构封装制作形成LED芯片，通常，ITO层15上还会覆盖氧化硅等封装材料层(图中未示出)。利用现有的LED外延结构制作的LED芯片的量子效率偏低，有待进一步的提高。
技术实现思路
本专利技术实施例解决的问题是提供了一种LED外延结构提高了 LED外延结构的量子效率。为了提高现有LED外延结构的量子效率，本专利技术提供一种LED外延结构，包括:衬底，所述衬底上形成有第一半导体层；多量子阱层，位于所述第一半导体层上；第二半导体层，位于所述多量子阱层上，所述第二半导体层与第一半导体层的导电类型相反，还包括:第三半导体层，位于第二半导体层上，所述第三半导体层的导电类型与第一半导体层的导电类型相同以提高扩展电流分布的均匀性，所述第三半导体层的材质为πι-v族化合物。可选地，还包括:透明粗化层，位于所述第三半导体层上，所述透明粗化层用于使得光线透出，所述透明粗化层的上表面为粗化处理的表面以使得更多的光线透过，所述透明粗化层的折射率介于所述第三半导体层的折射率与所述上表面面对的介质的折射率之间。可选地，还包括:封装材料层，位于所述透明粗化层上，所述透明粗化层的折射率介于所述第三半导体层与所述封装材料层的折射率之间。可选地，所述透明粗化层的折射率范围为1.6 2.1。可选地，所述透明粗化层的材质为氧化锡铟、氧化锌、氧化铝锌或上述材料中的至少两种构成的复合材料。可选地，所述透明粗化层包括至少两层:低速沉积层，以较低的沉积速率形成，以提高所述低速沉积层与下方的材料层的结合的强度；高速沉积层，以较高的沉积速率形成，以使得形成的高速沉积层的上表面为粗糙的表面，所述高速沉积层形成于所述低速沉积层的上方，且所述高速沉积层的沉积速率大于所述低速沉积层的沉积速率。可选地，所述低速沉积层的厚度范围为10 800埃，所述高速沉积层的厚度范围为500 2000埃。可选地，所述低速沉积层的厚度小于所述高速沉积层的厚度。可选地，所述低速沉积层的沉积速率为0.5 2埃每秒，所述高速沉积层的沉积速率不小于10埃每秒。可选地，所述透明粗化层对波长为450 475纳米的光线的吸收率不超过15%。可选地，所述透明粗化层的材质为氧化锡铟。可选地，所述第一半导体层的导电类型和第三半导体层的导电类型为N型，所述第二半导体层的导电类型为P型。可选地，还包括:第一重掺杂半导体层，位于所述第二半导体层与所述第三半导体层之间。可选地，所述第一重掺杂半导体层的导电类型与所述第二半导体层的导电类型相同。可选地，所述第一重掺杂半导体层的导电类型为P型，所述第一重掺杂半导体层的掺杂离子的浓度为所述第二半导体层的掺杂离子浓度的100倍以上。可选地，所述第一重掺杂半导体层的掺杂离子为Mg离子。可选地，还包括:第二重掺杂半导体层，位于所述第一重掺杂半导体层与第三半导体层之间，所述第二重掺杂半导体层的导电类型与所述第三半导体层的导电类型相同。可选地，所述第二重掺杂半导体层的导电类型为N型，所述第二重掺杂半导体层的掺杂离子的浓度为所述第三半导体层的掺杂离子的浓度的100倍以上。可选地，所述第二重掺杂半导体层的掺杂离子为Si离子。可选地，所述衬底的材质为蓝宝石、氧化锌、碳化硅、硅或上述材料中的至少两种构成的复合材料。可选地，所述第一半导体层的材质为N型氮化镓，所述第二半导体层的材质为P型氮化镓，所述第三半导体层的材质为N型氮化镓。可选地，所述第三半导体层的电阻为所述第一半导体层电阻的0.8 1.2倍。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点:本专利技术提供的LED外延结构包括:衬底、位于衬底上的第一半导体层、多量子阱层、第二半导体层、第三半导体层，所述第三半导体层作为LED外延结构的电流扩展层，其导电类型与第一半导体层的导电类型相同，从而使得LED外延结构的扩展电流的分布更加均匀，提高了 LED外延结构的内量子效率；进一步优化地，本专利技术在所述第三半导体层上设置透明粗化层，所述透明粗化层作为光线的出光层，用于使得光线透过，所述透明粗化层具有粗化的表面，并且透明粗化层的折射率大于其上方的介质的折射率，减小了光线在所述粗化的表面处的全反射，提高了该透明粗化层的出光效率，提高了 LED外延结构的外量子效率；进一步优化地，所述第三半导体层的电阻为第一半导体层的电阻的0.8 1.2倍，从而进一步提高了外延结构的扩展电流分布的均匀性；进一步优化地，在所述第二半导体层和第三半导体层之间设置第一重掺杂半导体层，所述第一重掺杂半导体层的导电类型与第二半导体层或第三半导体层的导电类型相同从而降低了 LED外延结构制作的LED芯片的阈值电压；进一步优化地，在所述第二半导体层和第三半导体层之间设置导电类型相反的第一重掺杂半导体层和第二重掺杂半导体层，在外延结构中形成隧道结(tunnel junction),有助于进一步降低LED外延结构制作的LED芯片的阈值电压；进一步优化地，所述透明粗化层包括以较低的沉积速率形成的低速沉积层与以较高的沉积速率形成的高速沉积层，一方面保证了透明粗化层与下方的材料层的结合的强度；另一方面也保证了透明粗化层的上表面为粗糙的表面。附图说明图1是现有的LED外延结构的剖面结构示意图；图2是本专利技术一个实施例的LED外延结构的剖面结构示意图。图3是本专利技术又一实施例的LED外延结构的剖面结构示意图。具体实施例方式利用现有的LED外延结构制作的LED芯片的量子效率低，专利技术人经过研究发现，在现有的LED外延结构中，利用第二半导体层作为电流扩展层获得的扩展电流的均匀性无法满足要求，从而影响了外延结构的内量子效率。为了获得更为均匀的扩展电流，现有技术在第二半导体层上设置ITO层，ITO层既作为电流扩展层也作为光线出光层，但是利用ITO层作为电流扩展层会影响到ITO层作为光线的出光层的出光效率。为了解决上述问题，本专利技术提供一种外延结构，包括:衬底，所述衬底上形成有第一半导体层；多量子阱层，位于所述第一半导体层上；第二半导体层，位于所述多量子阱层上，所述第一半导体层与第二半导体层的导电类型相反，还包括:第三半导体层，位于第二半导体层上，所述第三半导体层的导电类型与第一半导体层的导电类型相同以提高扩展电流分布的均匀性，所述第三半导体层的材质为II1-V族化合物。为了使得更多的光线能够透出，提高LED外延结构的外量子效率，本专利技术在第三半导体层上形成透明粗化层，该透明粗化层具有粗化的表面并且该透明粗化层的折射率介本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED外延结构，包括：衬底，所述衬底上形成有第一半导体层；多量子阱层，位于所述第一半导体层上；第二半导体层，位于所述多量子阱层上，所述第二半导体层与第一半导体层的导电类型相反，其特征在于，还包括：第三半导体层，位于第二半导体层上，所述第三半导体层的导电类型与第一半导体层的导电类型相同以提高扩展电流分布的均匀性，所述第三半导体层的材质为III?V族化合物。

【技术特征摘要】
1.一种LED外延结构,包括:衬底,所述衬底上形成有第一半导体层；多量子讲层，位于所述第一半导体层上；第二半导体层，位于所述多量子阱层上，所述第二半导体层与第一半导体层的导电类型相反，其特征在于，还包括: 第三半导体层，位于第二半导体层上，所述第三半导体层的导电类型与第一半导体层的导电类型相同以提高扩展电流分布的均匀性，所述第三半导体层的材质为πι-v族化合物。2.如权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，还包括:透明粗化层，位于所述第三半导体层上，所述透明粗化层用于使得光线透出，所述透明粗化层的上表面为粗化处理的表面以使得更多的光线透过，所述透明粗化层的折射率介于所述第三半导体层的折射率与所述上表面面对的介质的折射率之间。3.如权利要求2所述的LED外延结构，其特征在于，还包括:封装材料层，位于所述透明粗化层上，所述透明粗化层的折射率介于所述第三半导体层与所述封装材料层的折射率之间。4.如权利要求3所述的LED外延结构，其特征在于，所述透明粗化层的折射率范围为1.6 2.1。5.如权利要求3所述的LED外延结构，其特征在于，所述透明粗化层的材质为氧化锡铟、氧化锌、氧化铝锌或上述材料中的至少两种构成的复合材料。6.如权利要求2所述的LED外延结构，其特征在于，所述透明粗化层包括至少两层:低速沉积层，以较低的沉积速率形成，以提高所述低速沉积层与下方的材料层的结合的强度；高速沉积层，以较高的沉积速率形成，以使得形成的高速沉积层的上表面为粗糙的表面，所述高速沉积层形成于所述低速沉积层的上方，且所述高速沉积层的沉积速率大于所述低速沉积层的沉积速率。7.如权利要求6所述的LED外延结构，其特征在于，所述低速沉积层的厚度范围为10 800埃，所述高速沉积层的厚度范围为500 2000埃。8.如权利要求6所述的LED外延结构，其特征在于，所述低速沉积层的厚度小于所述高速沉积层的厚度。9.如权利要求6所述的LED外延结构，其特征在于，所述低速沉积层的沉积速率为0.5 2埃每秒，所述高速沉积层的沉积速率不小于10埃每秒。10.如权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：林翔，马培培，陈勇，梁秉文，
申请(专利权)人：光达光电设备科技嘉兴有限公司，
类型：发明
国别省市：