[发明专利]一种LED外延结构、LED芯片及LED外延结构制备方法

说明书

本发明揭示了一种LED外延结构、LED芯片及LED外延结构制备方法。所述LED外延结构从下向上依次包括衬底、第一缓冲层、第一UGaN层、剥离保护层、第二缓冲层、第二UGaN层、N型GaN层、多量子阱发光层、P型GaN层。本发明增加剥离保护层的设计，现有的剥离技术不会对上层外延结构造成破坏，可改善因剥离技术不成熟导致上层外延结构损伤导致漏电率增加，不会影响垂直芯片的电性能，从而增强垂直结构激光剥离成功率和良率。

技术领域

本发明涉及一种LED外延结构、LED芯片及LED外延结构制备方法，尤其涉及一种改善剥离损伤、高电极欧姆接触的LED外延结构、LED芯片及LED外延结构制备方法。

背景技术

随着LED在照明领域的逐步应用，市场对白光LED的光效要求越来越高，而GaN基垂直结构LED具有单面出光，良好的散热能力，能够承载大电流注入，且垂直结构LED具有电流分布均匀，产生热量少等优点。

GaN基垂直LED外延结构从下向上依次包括衬底、缓冲层、UGaN层、N型GaN层、多量子阱发光层、P型GaN层。

但是，在目前的外延片生产工艺中，存在下述几个问题：

1、由于衬底的剥离性差，使用目前的激光剥离技术会破坏外延结构而导致漏电率增加，进而LED芯片性能变差，且剥离良率低，增加生产成本；

2、UGaN层上制作电极，由于UGAN高电阻率，往往难以形成较为良好的欧姆接触，影响垂直LED芯片电压和光效；

3、现有的键合工艺成熟度低，键合欧姆接触较差。

发明内容

本发明的目的在于改善激光剥离带来的损伤及制作电极的欧姆接触差的问题。

为实现上述发明目的之一，本发明提供一种LED外延结构。

上述LED外延结构从下向上依次包括衬底、第一缓冲层、第一UGaN层、剥离保护层、第二缓冲层、第二UGaN层、N型GaN层、多量子阱发光层、P型GaN层。

作为可选的技术方案，所述剥离保护层从下而上依次包括周期性Al/AlGaN结构。

作为可选的技术方案，所述周期性Al/AlGaN结构的总厚度的范围为1.6-2μm。

作为可选的技术方案，所述周期性Al/AlGaN结构的总厚度为1.8μm。

作为可选的技术方案，所述周期性Al/AlGaN结构中每组Al/AlGaN结构包括岛状的Al层以及填平所述Al层的AlGaN层，所述Al层的厚度范围为10-20nm，所述AlGaN层的厚度范围为10-20nm。

作为可选的技术方案，所述第一UGaN层的厚度范围为1-3μm。

作为可选的技术方案，所述第一缓冲层为AlN层、GaN层或AlGaN层的其中一层或者其中至少两层的堆叠层结构，所述第二缓冲层为AlN层、GaN层或AlGaN层的其中一层或者其中至少两层的堆叠层结构。

作为可选的技术方案，所述衬底为平片衬底或者图形化衬底。

本发明还提供一种LED芯片，包括上述任一所述的LED外延结构、N电极和P电极，所述N电极与所述剥离保护层欧姆接触连接，所述P电极与所述P型GaN层欧姆接触连接。

本发明还提供一种LED外延结构的制备方法，包括

步骤S1：于衬底生长第一缓冲层及第一UGaN层；

步骤S2：于第一UGaN层生长剥离保护层；

步骤S3：于剥离保护层上依次生长第二缓冲层、第二UGaN层、N型GaN层、多量子阱发光层、P型GaN层。