[发明专利]一种发光二极体外延结构的制造方法及其应用

说明书

本发明提出一种发光二极体外延结构的制造方法及其应用，包括衬底，在衬底上生长的N型半导体层，在N型半导体层上生长的多量子阱发光层，在多量子阱发光层上生长的P型半导体层，在衬底和N型半导体层之间还存在3D岛状层和2D二维层，多量子阱发光层包括多量子阱发光层的缓冲层，多量子阱发光层的阱层，多量子阱发光层的垒层；本发明所述多量子阱发光层的缓冲层的生长过程采用脉冲模式交替生长，该生长方式可以调整改善多量子阱发光层中的阱垒界面状态，降低器件缺陷密度，从而提高器件的性能。本发明还提出一种将发光二极体外延结构应用到微型发光二极管装置的制造方法中。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，特别涉及一种发光二极体外延结构的制造方法及其应用。

背景技术

随着发光二极管技术的快速发展，发光二极管在各个领域中的应用越来越广泛，目前，发光二极管尚存在发光效率较低，难以满足市场对发光二极管的发光效率越来越高要求的问题。

微型发光二极管被誉为是下一世代最重要的显示技术之一，由于微型发光二极管的性能优良，可应用在穿戴式的手表、手机、车用显示器、扩增实境/虚拟实境、显示屏及电视等领域。微型发光二极管技术，即发光二极管微缩化和矩阵化技术，简单来说，就是将发光二极管背光源进行薄膜化、微小化、阵列化，可以让微型发光二极管的单元小于50微米，与有机发光二极管一样能够实现每个像素单独定址，单独驱动发光(自发光)。

目前微型发光二极管面临设备、材料、面板与品牌厂商的技术瓶颈，特别在上游发光二极管外延生长过程中，如何生长具有低缺陷密度外延结构是微型发光二极管急需解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种发光二极体外延结构的制造方法，通过该方法可以生长出具有低缺陷密度外延结构，有效改善发光二极体器件的性能。

为实现上述目的，本发明提出如下方案：一种发光二极体外延结构的制造方法，所述外延结构的制造方法包括以下内容：

提供衬底；

在所述衬底上生长N型半导体层；

在所述N型半导体层上生长多量子阱发光层；

在所述多量子阱发光层上生长P型半导体层；

所述多量子阱发光层包括多量子阱发光层的缓冲层，多量子阱发光层的阱层，多量子阱发光层的垒层，所述多量子阱发光层的阱层生长在所述多量子阱发光层的缓冲层上，所述多量子阱发光层的垒层生长在所述所述多量子阱发光层的阱层上。

所述衬底包括氮化铝衬底，硅衬底或碳化硅衬底；

所述衬底和所述N型半导体层之间还生长3D岛状层和2D二维层，所述3D岛状层生长在所述衬底上，所述2D二维层生长在所述3D岛状层上，所述N型半导体层生长在所述2D二维层上；

其中：当生长所述3D岛状层时，通入三乙基镓后，需要将生长温度调整在950-1200℃之间，生长压力调整在100-500torr之间，所述3D岛状层生长结束后，将生长温度调整至950-1200℃之间，生长压力调整在100-600torr之间，所述2D二维层开始在所述3D岛状层上生长；

当生长所述N型半导体层时，需要将生长温度调整在1000-1200℃之间，生长压力调整在100-600torr之间；