[发明专利]一种半导体超薄外延结构

说明书

本发明提供了一种半导体超薄外延结构，包括：位于衬底上的第一导电类型外延层；位于第一导电类型外延层上的应力调节层；位于多周期应力调节层上的发光层；位于发光层上的第二导电类型外延层。利用应力调节层来调节第一导电类型外延层中由于生长产生的应力，减小应力对发光层的影响，提高发光层发光效率。进一步的，在应力调节层顶部生长第一导电类型位错微调层，来控制进入发光层的位错浓度，提高发光层的发光效率。由于外延结构非常薄，在制备器件的过程中，刻蚀后外延结构的侧壁倾斜度很小，近似垂直，由于刻蚀后的外延结构顶部和底部的面积相近，使得芯片上单位面积的外延台阶数量有效增加，提高了芯片集成度，提高了器件单位面积的发光效率。

技术领域

本发明涉及一种半导体衬底上外延结构技术领域，具体涉及一种半导体超薄外延结构。

背景技术

随着科技的进步和市场发展，由于微LED更有利于便携化、轻质化产品的要求，例如在超薄显示屏方面等，逐渐成为关注的焦点。然而，目前微LED的技术路线不确定、成本较高，不利于大规模商业化。

再者，微LED芯片中，要求各个LED的尺寸和间距尽可能得小，提高芯片集成度，从而有效保证最终产品的亮度和分辨率等性能。为了做出小尺寸LED，不得不进一步缩小LED的尺寸。然而，在传统LED制备工艺中，由于受到光刻和刻蚀设备工艺条件的限制，刻蚀出的图案都不可避免的呈现倾斜侧壁。由于倾斜侧壁的出现，导致每个LED的有效出光面积小于LED的占有面积，为了确保有效LED有效出光面积，就无法进一步提高集成度，从而限制了微LED芯片尺寸的进一步缩小，不利于提高微LED芯片的集成度，使得最终产品的亮度和分辨率无法进一步提高。

发明内容

为了克服以上问题，本发明旨在提供一种半导体超薄外延结构，从而打破现有制备工艺条件的限制，制备出超薄外延结构，从而在确保LED有效出光面积的条件下，提高芯片集成度。

为了达到上述目的，本发明提供了一种半导体超薄外延结构，包括：

一衬底；

位于衬底上的第一导电类型外延层；

位于第一导电类型外延层上的应力调节层；

位于多周期应力调节层上的发光层；

位于发光层上的第二导电类型外延层。

在一些实施例中，所述应力调节层为多层多周期应力调节层。

在一些实施例中，所述发光层为多层多周期量子阱发光层。

在一些实施例中，还包括：第一导电类型位错微调层，位于所述多层多周期应力调节层顶部表面且位于所述量子阱发光层底部。

在一些实施例中，所述多层多周期应力调节层中、所述第一导电类型位错微调层中均掺杂有第一导电类型掺杂元素；所述第一导电类型位错微调层中第一导电类型掺杂元素的掺杂浓度大于所述多层多周期应力调节层中的第一导电类型掺杂元素的掺杂浓度。

在一些实施例中，所述第一导电类型位错微调层中的第一导电类型掺杂元素的掺杂浓度为所述多层多周期应力调节层中的第一导电类型掺杂元素的掺杂浓度的10倍或以上。

在一些实施例中，所述第一导电类型位错微调层中的第一导电类型掺杂元素的掺杂浓度为1E18～5E18atoms/cm³；所述多层多周期应力调节层中的第一导电类型掺杂元素的掺杂浓度为1E17～3E17atoms/cm³。

在一些实施例中，所述第一导电类型掺杂元素为Si。

在一些实施例中，所述第一导电类型位错微调层的厚度小于所述多层多周期应力调节层的厚度。