[发明专利]一种LED外延层结构及其生长方法

权利要求书

1.一种LED外延层结构，其特征在于，包括：依次生长在衬底上的第一U-GaN层、氮化铝薄膜棒、第二U-GaN层、N-GaN层、量子阱层和P型半导体层；

所述衬底为图形化衬底，所述衬底的图形为呈阵列排布的圆锥体；

所述氮化铝薄膜棒位于所述圆锥体的顶点的上方，

其中，所述第一U-GaN层和所述第二U-GaN层弥合形成U-GaN层，所述氮化铝薄膜棒被包覆在所述U-GaN层内；所述氮化铝薄膜棒由生长在所述第一U-GaN层上的氮化铝薄膜利用感应耦合等离子体刻蚀设备刻蚀而成。

2.根据权利要求1所述的LED外延层结构，其特征在于，

所述氮化铝薄膜是利用溅射法制备，所述氮化铝薄膜的厚度为50nm-450nm。

3.根据权利要求1所述的LED外延层结构，其特征在于，

所述氮化铝薄膜棒由生长在所述第一U-GaN层上的氮化铝薄膜利用感应耦合等离子体刻蚀设备刻蚀而成，进一步为：

在所述氮化铝薄膜上匀上光刻胶，利用步进光刻机在光刻胶上制作出所述氮化铝薄膜棒的光刻胶图形；

在上射频功率为900-1400W，下射频功率为400-800W，真空度为2-9mTorr，以BCl₃作为刻蚀气体的条件下，利用感应耦合等离子体刻蚀工艺获得所述氮化铝薄膜棒，并进行去胶清洗；

其中，所述BCl₃的气体流量为200-50Sccm之间。

4.根据权利要求1所述的LED外延层结构，其特征在于，所述氮化铝薄膜棒的形状至少包括多面体和椭圆体中的一种；所述氮化铝薄膜棒与所述圆锥体的顶点的距离为200-400nm，所述氮化铝薄膜棒的长宽或直径为20-150nm。

5.根据权利要求1所述的LED外延层结构，其特征在于，所述U-GaN层的厚度为1.95um-2.8um。

6.一种LED外延层生长方法，其特征在于，包括：

对衬底进行图形化处理并对所述衬底进行清洗，获得的所述衬底的图形为呈阵列排布的圆锥体；

在金属有机化合物化学气相沉积设备中生长第一U-GaN层；

生长氮化铝薄膜，利用感应耦合等离子体刻蚀设备对所述氮化铝薄膜进行刻蚀，获得呈阵列排布的氮化铝薄膜棒，所述氮化铝薄膜棒位于所述圆锥体的顶点的上方；

在金属有机化合物化学气相沉积设备中，依次生长第二U-GaN层、N-GaN层、量子阱层和P型半导体层；

其中，所述第一U-GaN层和所述第二U-GaN层弥合形成U-GaN层，所述氮化铝薄膜棒被包覆在所述U-GaN层内。

7.根据权利要求6所述的LED外延层生长方法，其特征在于，利用溅射法制备所述氮化铝薄膜，所述氮化铝薄膜的厚度为50nm-450nm。

8.根据权利要求6所述的LED外延层生长方法，其特征在于，

在所述氮化铝薄膜上匀上光刻胶，利用步进光刻机在光刻胶上制作出所述氮化铝薄膜棒的光刻胶图形；

在上射频功率为900-1400W，下射频功率为400-800W，真空度为2-9mTorr，以BCl₃作为刻蚀气体的条件下，利用感应耦合等离子体刻蚀工艺获得所述氮化铝薄膜棒，并进行去胶清洗；

其中，所述BCl₃的气体流量为200-50Sccm之间。

9.根据权利要求6所述的LED外延层生长方法，其特征在于，所述氮化铝薄膜棒的形状至少包括多面体和椭圆体中的一种；所述氮化铝薄膜棒与所述圆锥体的顶点的距离为200-400nm，所述氮化铝薄膜棒的长宽或直径为20-150nm。

10.根据权利要求6所述的LED外延层生长方法，其特征在于，所述U-GaN层的厚度为1.95um-2.8um。