[发明专利]LED外延结构、LED芯片及外延结构的制备方法

说明书

本发明提供了一种衬底可剥离式LED外延结构、LED芯片及衬底可剥离式LED外延结构的制备方法，衬底可剥离式LED外延结构包括GaAs衬底、GaAs缓冲层、AlAs牺牲层和半导体层，GaAs缓冲层设置于GaAs衬底上，AlAs牺牲层设置于GaAs缓冲层上；AlAs牺牲层上设置有多个凹陷部，半导体层设置于AlAs牺牲层上。与现有技术相比，本技术方案的有益效果是：本发明通过在AlAs牺牲层上设置有凹陷部，多个凹陷部在外延结构的横截面上形成波浪线状的切面边缘，使得半导体层的下表面之间通过凹凸不平的接触面贴合在一起，借助凹凸不平的接触面来提高腐蚀效果和降低AlAs牺牲层和半导体层之间的应力，进而实现GaAs衬底的轻松剥离，从而降低生产成本。

技术领域

本发明涉及发光二极管制备技术领域，涉及一种衬底易于剥离的LED外延结构，还涉及一种设置有该外延结构的LED芯片，同时还涉及一种衬底易于剥离的LED外延结构所对应的制备方法。

背景技术

LED，即发光二极管，通过电子与空穴复合释放能量发光，能够高效地将电能转化为光能，具有体积小、颜色丰富、能耗低、使用寿命长等多重优点。基于以上优点，LED光源被认为是下一代进入通用照明领域的新型固态光源，在业界得到广泛关注。

在使用GaAs衬底的红光LED或红外LED中，其外延结构主要包括GaAs衬底上的N型GaAs缓冲层、N型DBR反射层、N型限制层、MQW发光层、P型限制层和P型GaP电流扩展层，可通过在GaAs衬底上依次生长出各层制得红光LED或红外LED。然而，此种结构衬底不可剥离，衬底只能使用一次以致成本较高。目前常规AlAs牺牲层技术存在GaAs衬底难以剥离的问题，在剥离GaAs衬底的过程中极易出现外延层撕破撕裂的现象，这就使得现有技术中的GaAs衬底仅能使用一次，成本过于高昂，制约了LED行业的发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种衬底可剥离式LED外延结构、一种LED芯片，以及一种衬底可剥离式LED外延结构的制备方法，能够实现GaAs衬底的轻松剥离，从而降低生产成本。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种衬底可剥离式LED外延结构，包括：

GaAs衬底；

GaAs缓冲层，所述GaAs缓冲层设置于所述GaAs衬底上；

AlAs牺牲层，所述AlAs牺牲层设置于所述GaAs缓冲层上，所述AlAs牺牲层上设置有多个凹陷部；

半导体层，所述半导体层设置于所述AlAs牺牲层上。

与现有技术相比，本技术方案的有益效果是：本发明通过在AlAs牺牲层上设置有凹陷部，多个凹陷部在外延结构的横截面上形成波浪线状的切面边缘，使得半导体层的下表面之间通过凹凸不平的接触面贴合在一起，借助凹凸不平的接触面来提高腐蚀效果和降低AlAs牺牲层和半导体层之间的应力，进而实现GaAs衬底的轻松剥离，从而降低生产成本。

进一步地，所述凹陷部为锥形凹陷部。

采用上述方案的有益效果是：通过在AlAs牺牲层上设置有多个锥形凹陷部，多个锥形凹陷部在外延结构的横截面上形成类似锯齿状的切面边缘，半导体层与AlAs牺牲层之间通过锯齿状边缘相结合，需要剥离衬底时，锯齿状的切面边缘一方面能够提高对AlAs牺牲层的腐蚀效果，另一方面还能减小AlAs牺牲层所受到的应力，能够实现GaAs衬底的轻松剥离，从而降低外延结构的生产成本。

进一步地，所述半导体层从下至上依次包括低温P型GaP层、高温P型GaP层、P型AlInP限制层、MQW多量子阱发光层、N型AlInP限制层和N型GaAs接触层；

所述低温P型GaP层的下表面设置有多个锥形凸起部，多个所述锥形凸起部分别嵌入多个所述锥形凹陷部内。