一种LED外延结构及其制备方法、LED芯片.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115863504A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211489363.7(22)申请日2022.11.25(71)申请人厦门乾照光电股份有限公司地址361101福建省厦门市厦门火炬高新区（翔安）产业区翔天路259-269号(72)发明人万志王莎莎史成丹卓祥景程伟金张育(51)Int.Cl.H01L33/06(2010.01)H01L33/12(2010.01)H01L33/32(2010.01)H01L33/44(2010.01)H01L33/00(2010.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称一种LED外延结构及其制备方法、LED芯片(57)摘要本发明提供了一种LED外延结构及其制备方法、LED芯片，其MQW层包括沿第一方向交替层叠生长的量子垒和量子阱，且所述量子垒包括若干组InGaN/GaN/AlGaN层，进一步地，所述量子垒的两接触面分别设有GaN层；通过InGaN/GaN/AlGaN层对电子产生多级散射，减小电子迁移速率，增加电子被MQW俘获的几率；同时，在InGaN/GaN/AlGaN的层与层之间形成反生长方向的极化电场(P→N)，对空穴产生多级加速，对电子减速，增加空穴的注入效率，减少电子溢流，从而平衡载流子分布，增加辐射复合速率，提高发光效率。CN115863504ACN115863504A权利要求书1/1页1.一种LED外延结构，其特征在于，包括：衬底，及依次层叠于所述衬底表面的N型半导体层、保护层、MQW层、最后一个量子垒层以及P型半导体层；其中，所述MQW层包括沿第一方向交替层叠生长的量子垒和量子阱，所述量子垒包括若干组InGaN/GaN/AlGaN层，以形成对电子的层级散射和反生长方向的极化电场；所述第一方向垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述N型半导体层。2.根据权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，所述量子垒的两接触面分别设有GaN层。3.根据权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，在所述N型半导体层和MQW层之间设有保护层，且所述保护层包括交替堆叠的第二N型GaN层和UGaN层。4.根据权利要求3所述的LED外延结构，其特征在于，所述第二N型GaN层的N型掺杂浓度小于所述N型半导体层的N型掺杂浓度。5.根据权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，最后一个量子垒层包括GaN‑AlGaN‑AlN复合层状结构。6.根据权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，在所述最后一个量子垒层中，所述GaN层的厚度不小于所述AlGaN层的厚度。7.根据权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，在所述最后一个量子垒层中，所述AlN层的厚度不大于所述AlGaN层的厚度。8.根据权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，所述N型半导体层包括若干组N型掺杂的AlGaN/GaN层。9.一种LED外延结构的制备方法，其特征在于，包括：提供一衬底；在所述衬底表面依次生长N型半导体层、保护层、MQW层、最后一个量子垒层以及P型半导体层；其中，所述MQW层包括沿生长方向交替层叠生长的量子垒和量子阱，所述量子垒包括若干组InGaN/GaN/AlGaN层，以形成对电子的层级散射和反生长方向的极化电场；所述量子垒的两接触面分别设有GaN层。10.根据权利要求9所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，所述保护层包括交替堆叠的第二N型GaN层和UGaN层；且所述第二N型GaN层的N型掺杂浓度小于所述N型半导体层的N型掺杂浓度；所述N型半导体层包括若干组N型掺杂的AlGaN/GaN层；所述最后一个量子垒层包括GaN‑AlGaN‑AlN复合层状结构。11.根据权利要求9所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，在通过所述InGaN/GaN/AlGaN层，实现量子垒中In组分间断式生长的过程中，保持H2的并入，且In和H2的并入呈相反的状态。12.一种LED芯片，包括；权利要求1‑8任一项所述的LED外延结构；N型电极，所述N型电极与所述N型半导体层形成欧姆接触；P型电极，所述P型电极与所述P型半导体层形成欧姆接触。2CN115863504A说明书1/6页一种LED外延结构及其制备方法、LED芯片技术领域[0001]本发明涉及发光二极管领域，尤其涉及一种LED外延结构及其制备方法、LED芯片。背景技术[0002]近来年，III‑V族氮化物由于其优异的物理和化学特性(禁带宽度大、击穿电场高、电子饱和迁移率高等)，在电学、光学领域受到广泛的关注与应用，比如目前市场上炙手可热的蓝绿光显屏产品，以及新冠疫情后热捧的紫外光杀菌消毒模组等。然而现实应用中由于材料、结构以及工艺的限制，各类新兴LED产品大规模应用依旧存在许多问题，