[发明专利]LED外延结构、LED芯片及LED外延结构制造方法

权利要求书

1.一种LED外延结构，包括衬底和设于其上的缓冲层以及半导体层，其特征在于，

所述衬底表面设有多个凸起的微结构；

所述缓冲层包括覆于所述微结构之上的第一缓冲层，所述第一缓冲层于所述微结构的顶端形成第一通孔，并且于所述微结构的侧壁形成多个第二通孔；

所述半导体层内形成有沿所述第一通孔向上延伸的镂空结构，所述镂空结构内介质为空气。

2.根据权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，所述缓冲层还包括位于所述衬底和所述第一缓冲层之间的第二缓冲层，所述第一缓冲层的材料与所述衬底的材料之间的晶格常数差值大于所述第二缓冲层的材料与所述衬底的材料之间的晶格常数差值。

3.根据权利要求2所述的LED外延结构，其特征在于，所述衬底为蓝宝石衬底，其上的所述微结构为圆锥形、或棱锥形、或为侧壁凸起或凹陷的类圆锥形、或为侧壁凸起或凹陷的类棱锥形，其高度范围为1.5-2μm。

4.根据权利要求3所述的LED外延结构，其特征在于，所述第一缓冲层为氮化镓铝层或氮化镓层，其厚度范围为10-20nm。

5.根据权利要求4所述的LED外延结构，其特征在于，所述第二缓冲层为氮化铝层，其厚度为10-30nm。

6.根据权利要求4所述的LED外延结构，其特征在于，所述第一缓冲层和所述半导体层之间还设有一层粗化层，所述粗化层为氮化镓层，所述镂空结构贯通所述粗化层，所述粗化层的厚度与所述微结构的高度之间的差值小于0.5μm。

7.根据权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，所述镂空结构为圆柱形，高度范围为0.5-4μm，孔径范围为0.01-0.1μm。

8.根据权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，所述第二通孔的尺寸小于所述第一通孔。

9.一种LED芯片，包括LED外延结构，以及依次成形在LED外延结构上的电流阻挡层、透明导电层和连接电极，其特征在于，所述LED外延结构采用如权利要求1-8中任意一项所述的LED外延结构。

10.一种LED外延结构制造方法，其特征在于，包括步骤：

提供一衬底，在所述衬底表面形成多个凸起的微结构；

在所述衬底有微结构的一面上形成第一缓冲层，对所述第一缓冲层进行退火，于所述第一缓冲层内形成位于所述微结构顶端的第一通孔和多个位于所述微结构侧壁的第二通孔；

在所述第一缓冲层上生长半导体层，并于所述半导体层生长结束后继续升温，所述半导体层于所述第一通孔上形成圆柱形的镂空结构。

11.根据权利要求10所述的LED外延结构制造方法，其特征在于，所述半导体层的生长温度范围为1100-1150℃。

12.根据权利要求11所述的LED外延结构制造方法，其特征在于，在生长完所述半导体层后，继续升温的温度范围为25-50℃。

13.根据权利要求10所述的LED外延结构制造方法，其特征在于，在形成所述第一缓冲层之前还包括步骤：在所述衬底有微结构的一面上形成第二缓冲层，所述第一缓冲层的材料与所述衬底的材料之间的晶格常数差值大于所述第二缓冲层的材料与所述衬底的材料之间的晶格常数差值。

14.根据权利要求13所述的LED外延结构制造方法，其特征在于，所述衬底为蓝宝石衬底，其上形成的所述微结构为圆锥形、或棱锥形、或为侧壁凸起或凹陷的类圆锥形、或为侧壁凸起或凹陷的类棱锥形，其高度范围为1.5-2μm。