[发明专利]一种LED外延结构及制作方法

权利要求书

1.一种LED外延结构，从下至上依次包括：衬底、第一导电类型半导体层、超晶格、具有V型坑的多量子阱层、空穴注入层以及第二导电类型半导体层，其特征在于：所述空穴注入层呈双六角锥，填满所述V型坑并嵌入第二导电类型半导体层。

2.根据权利要求1所述的一种LED外延结构，其特征在于：所述空穴注入层材质为In_xGa_1-xN（0<x≤1），多量子阱层材质为In_yAl_zGa_1-y-zN（0<y≤1，0≤z≤1，0<y+z≤1），其中x、y满足关系式0<x<y≤1。

3.根据权利要求1所述的一种LED外延结构，其特征在于：所述空穴注入层的吸收波长短于多量子阱层的发光波长。

4.根据权利要求1所述的一种LED外延结构，其特征在于：所述第一导电类型半导体层包括N-GaN层，或者包括U-GaN层及N-GaN层；所述第二导电类型半导体层包括P-GaN层，或者包括电子阻挡层以及P-GaN层，或者包括电子阻挡层、P-GaN层以及接触层。

5.一种LED外延结构的制作方法，包括以下工艺步骤：

（1）提供一衬底；

（2）在所述衬底上生长第一导电类型半导体层；

（3）在所述第一导电类型半导体层上生长超晶格；

（4）在所述超晶格上生长具有V型坑的多量子阱层；

（5）在所述V型坑中生长空穴注入层，填满并高出V型坑，直至形成双六角锥空穴注入层；

（6）在所述多量子阱层的顶表面及空穴注入层上生长第二导电类型半导体层。

6.根据权利要求5所述的一种LED外延结构的制作方法，其特征在于：还包括在所述多量子阱层的顶表面生长电子阻挡层。

7.根据权利要求5所述的一种LED外延结构的制作方法，其特征在于：所述空穴注入层的吸收波长短于多量子阱层的发光波长。

8.根据权利要求5所述的一种LED外延结构的制作方法，其特征在于：所述步骤（5）中双六角锥空穴注入层的生长方法包括：采用三维外延生长，反应压力>400tor，温度为750~850℃，生长速率为0.1~0.5μm/h。

9.根据权利要求5所述的一种LED外延结构的制作方法，其特征在于：在所述步骤（6）之前，还包括：在所述多量子阱层的顶表面形成掩膜材料层，然后在所述V型坑中生长双六角锥空穴注入层，再去除掩膜材料层。

10.根据权利要求6所述的一种LED外延结构的制作方法，其特征在于：在所述步骤（6）之前，还包括：在所述电子阻挡层的顶表面形成掩膜材料层，然后在所述V型坑中生长双六角锥空穴注入层，再去除掩膜材料层。

11.根据权利要求9或10所述的一种LED外延结构的制作方法，其特征在于：所述形成掩膜材料层方法为：采用小角度（≤15°）的镀膜沉积方法，避免在V型坑内形成。