[发明专利]一种LED外延结构的制作方法

权利要求书

1.一种LED外延结构的制作方法，包括以下工艺步骤：

提供一基板；在所述基板之上形成第一外延层；在所述第一外延层之上通过外延制程形成第一凹洞；在所述第一凹洞中通过外延制程填满第一电流阻挡介质层，所述电流阻挡介质层的材料为低浓度掺杂或者不掺杂的InAlGaN；在所述第一凹洞与第一电流阻挡介质层之上形成第二外延层。

2.一种LED外延结构的制作方法，包括以下工艺步骤：

提供一基板；在所述基板之上形成第一外延层；在所述第一外延层之上通过外延制程形成第一凹洞；在所述第一凹洞中通过外延制程填满第一电流阻挡介质层，所述第一电流阻挡介质层的材料为低浓度掺杂或者不掺杂的InAlGaN；在所述第一凹洞与第一电流阻挡介质层之上形成第二外延层；在所述第二外延层之上通过外延制程形成第二凹洞；在所述第二凹洞中通过外延制程填满第二电流阻挡介质层，所述第二电流阻挡介质层的材料为低浓度掺杂或者不掺杂的InAlGaN；在所述第二凹洞与第二电流阻挡介质层之上形成第三外延层。

3.根据权利要求1或2所述的一种LED外延结构的制作方法，其特征在于：所述第一外延层的材料为GaN。

4.根据权利要求1所述的一种LED外延结构的制作方法，其特征在于：所述第二外延层包括氮化物发光外延层。

5.根据权利要求2所述的一种LED外延结构的制作方法，其特征在于：所述第二外延层或第三外延层包括氮化物发光外延层。

6.根据权利要求1或2所述的一种LED外延结构的制作方法，其特征在于：通过控制InAlGaN材料的掺杂介质和浓度及Al组分，使得InAlGaN材料的电导率小于所填满凹洞对应的外延层，发挥电流阻挡作用。

7.根据权利要求1或2所述的一种LED外延结构的制作方法，其特征在于：所述电流阻挡介质层与具有凹洞的外延层构成电流扩展层。

8.根据权利要求7所述的一种LED外延结构的制作方法，其特征在于：所述电流扩展层为单个或多个叠层结构。

9.根据权利要求1或2所述的一种LED外延结构的制作方法，其特征在于：所述第一外延层之上形成第一凹洞的外延制程为：在第一外延层外延生长过程中，通过降低生长温度（900℃以下）、高反应室压力（300torr以上）、低NH₃和H₂分压（H₂分压小于30%）、高生长速率（大于2μm/h），从而降低第一外延层的侧向外延能力，利用穿透位错在第一外延层表面形成第一凹洞。

10.根据权利要求1或2所述的一种LED外延结构的制作方法，其特征在于：在所述第一凹洞中填满第一电流阻挡介质层的外延制程为：在具有第一凹洞的第一外延层之上先外延生长薄的第一电流阻挡介质层（厚度小于0.1μm），通过调整生长速率、温度、压力条件控制，迅速把所述第一凹洞填满；再通过控制外延生长条件，刻蚀位于所述第一外延层之上的第一电流阻挡介质层，使得仅在所述第一凹洞中填满所述第一电流阻挡介质层。

11.根据权利要求10所述的一种LED外延结构的制作方法，其特征在于：第一电流阻挡介质层的外延生长方法为：在所述第一凹洞中生长低掺杂或者不掺杂的InAlGaN材料，通过调整生长温度（1100℃以上）、低反应室压力（100torr以下）、高NH₃和H₂分压（H₂分压大于50%）、低生长速率（远低于第一外延层生长速率），从而提高InAlGaN材料的侧向外延生长能力，在C面生长非常薄的厚度（厚度小于0.1μm）下迅速填满所述第一凹洞。

12.根据权利要求10所述的一种LED外延结构的制作方法，其特征在于：位于所述第一外延层之上的第一电流阻挡介质层的刻蚀方法为：在所述第一电流阻挡介质层填满所述第一凹洞之后，中断生长，关闭NH₃源，降低反应室压力，进行原位刻蚀，由于InAlGaN材料在纯H₂条件下沿C面发生分解，使得位于所述第一外延层之上的InAlGaN材料全部分解，而位于所述第一凹洞内部依然填满InAlGaN材料。