LED外延结构及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种led外延结构，其特征在于，从下至上依次包括：位于衬底上的底部缓冲层、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，所述第一型半导体层从下至上依次包括第一型窗口层、中间层、第一型限制层以及第一型波导层，所述中间层为超晶格结构，且所述中间层包括n组组合层，每一组所述组合层包括依次层叠的高掺杂层、渐变掺杂层以及低掺杂层。2.如权利要求1所述的led外延结构，其特征在于，所述n的范围为5～20。3.如权利要求1所述的led外延结构，其特征在于，所述高掺杂层、渐变掺杂层以及低掺杂层均掺杂硅，且所述高掺杂层、渐变掺杂层以及低掺杂层中的硅掺杂浓度不同。4.如权利要求3所述的led外延结构，其特征在于，所述高掺杂层的材质包括al
0.5
in
0.5
p，其硅掺杂浓度为4e18cm-3
～5e18cm-3
。5.如权利要求3所述的led外延结构，其特征在于，所述低掺杂层的材质包括al
0.5
in
0.5
p，其硅掺杂浓度为2e18cm-3
～3e18cm-3
。6.如权利要求3所述的led外延结构，其特征在于，所述渐变掺杂层的材质包括(al
x
ga
1-x
)
0.5
in
0.5
p，x的范围为0.15～0.60，所述渐变掺杂层中的硅掺杂浓度由第一浓度值渐变至第二浓度值，且所述第一浓度值与所述高掺杂层中的硅掺杂浓度相同，所述第二浓度值与所述低掺杂层中的硅掺杂浓度相同。7.如权利要求3所述的led外延结构，其特征在于，所述第一型窗口层中的硅掺杂浓度与所述高掺杂层中的硅掺杂浓度相同。8.如权利要求3所述的led外延结构，其特征在于，所述第一型限制层中的硅掺杂浓度与所述低掺杂层中的硅掺杂浓度相同。9.如权利要求1所述的led外延结构，其特征在于，所述中间层的厚度为500nm～1000nm。10.如权利要求1所述的led外延结构，其特征在于，所述第一型半导体层还包括依次层叠的第一型欧姆接触层以及第一型缓冲层，且所述第一型欧姆接触层以及第一型缓冲层位于所述腐蚀截止层与所述第一型窗口层之间。11.如权利要求1所述的led外延结构，其特征在于，所述第二型半导体层从下至上依次包括：第二型波导层、第二型限制层、过渡层、第二型窗口层以及第二型欧姆接触层。12.如权利要求1所述的led外延结构，其特征在于，所述衬底包括gaas衬底。13.如权利要求1所述的led外延结构，其特征在于，所述第一型半导体层为n型半导体层，所述第二型半导体层为p型半导体层。14.一种led外延结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一衬底；在所述衬底上依次生长底部缓冲层、腐蚀截止层和第一型半导体层，其中，所述第一型半导体层从下至上依次包括第一型窗口层、中间层、第一型限制层以及第一型波导层，所述中间层为超晶格结构，且所述中间层包括n组组合层，每一组所述组合层包括依次层叠的高掺杂层、渐变掺杂层以及低掺杂层；在所述第一型半导体层上依次生长有源层以及第二型半导体层。15.如权利要求14所述的led外延结构的制备方法，其特征在于，所述n的范围为5～20。16.如权利要求14所述的led外延结构的制备方法，其特征在于，所述高掺杂层、渐变掺
杂层以及低掺杂层均掺杂硅，且所述高掺杂层、渐变掺杂层以及低掺杂层中的硅掺杂浓度不同。17.如权利要求16所述的led外延结构的制备方法，其特征在于，所述高掺杂层的材质包括al
0.5
in
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p，其硅掺杂浓度为4e18cm-3
～5e18cm-3
。18.如权利要求16所述的led外延结构的制备方法，其特征在于，所述低掺杂层的材质包括al
0.5
in
0.5
p，其硅掺杂浓度为2e18cm-3
～3e18cm-3
。19.如权利要求16所述的led外延结构的制备方法，其特征在于，所述渐变掺杂层的材质包括(al
x
ga
1-x
)
0.5
in
0.5
p，x的范围为0.15～0.60，所述渐变掺杂层中的硅掺杂浓度由第一浓度值渐变至第二浓度值，且所述第一浓度值与所述高掺杂层中的硅掺杂浓度相同，所述第二浓度值与所述低掺杂层中的硅掺杂浓度相同。20.如权利要求16所述的led外延结构的制备方法，其特征在于，所述第一型窗口层中的硅掺杂浓度与所述高掺杂层中的硅掺杂浓度相同。21.如权利要求16所述的led外延结构的制备方法，其特征在于，所述第一型限制层中的硅掺杂浓度与所述低掺杂层中的硅掺杂浓度相同。22.如权利要求14所述的led外延结构的制备方法，其特征在于，所述中间层的厚度为500nm～1000nm。23.如权利要求14所述的led外延结构的制备方法，其特征在于，所述第一型半导体层还包括依次层叠的第一型欧姆接触层以及第一型缓冲层，且所述第一型欧姆接触层以及第一型缓冲层位于所述腐蚀截止层与所述第一型窗口层之间。24.如权利要求14所述的led外延结构的制备方法，其特征在于，所述第二型半导体层从下至上依次包括：第二型波导层、第二型限制层、过渡层、第二型窗口层以及第二型欧姆接触层。25.如权利要求14所述的led外延结构的制备方法，其特征在于，所述衬底包括gaas衬底。26.如权利要求14所述的led外延结构的制备方法，其特征在于，所述第一型半导体层为n型半导体层，所述第二型半导体层为p型半导体层。27.如权利要求14所述的led外延结构的制备方法，其特征在于，所述外延结构的制备工艺为mocvd工艺、分子束外延工艺、hvpe工艺、等离子体辅助化学气相沉积以及溅射法中的任意一种。

技术总结
本发明提供了一种LED外延结构及其制备方法，其中所述LED外延结构从下至上依次包括：位于衬底上的底部缓冲层、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，所述第一型半导体层从下至上依次包括第一型窗口层、中间层、第一型限制层以及第一型波导层，所述中间层为超晶格结构，且所述中间层包括n组组合层，每一组所述组合层包括依次层叠的高掺杂层、渐变掺杂层以及低掺杂层。本发明通过在第一型窗口层和第一型限制层之间插入超晶格结构的中间层，能够提高晶体质量，提高LED的发光效率和亮度，同时还能降低LED的工作电压。同时还能降低LED的工作电压。同时还能降低LED的工作电压。


技术研发人员：薛龙 李森林 毕京锋 谢岚驰
受保护的技术使用者：厦门士兰明镓化合物半导体有限公司
技术研发日：2022.01.27
技术公布日：2022/5/6