[实用新型]高光效LED外延片以及LED芯片

说明书

本实用新型提供一种高光效LED外延片以及LED芯片，LED外延片由下至上依次包括衬底基板、保护层、扩展层、过渡层、第一半导体层、有源发光层以及第二半导体层，过渡层、第一半导体层、有源发光层以及第二半导体层的相同一侧形成一粗糙斜面，过渡层包括第一过渡子层以及第二过渡子层，第一过渡子层层叠于保护层上，第二过渡子层层叠于第一过渡子层上。本实用新型提出的高光效LED外延片，通过第一过渡子层以及第二过渡子层能够减少外延层与衬底的位错密度，能够提高LED外延片的内量子效率，进而提高LED的发光效率，同时设置粗糙斜面能够增加有源发光层发射光线的出射，进而在整体上极大地提高LED的发光效率。

技术领域

本实用新型涉及芯片制作技术领域，特别涉及一种高光效LED外延片以及 LED芯片。

背景技术

近年来，LED产品因其节能、环保、寿命长、响应速度快等优点而在白光照明、显示屏、紫外消毒等行业显现出巨大的优势。伴随着全球能源危机的到来，节能环保的理念深入人心。

随着LED产品的不断普及，人们对于LED的发光效率的要求也越来越高。目前GaN基LED的内量子效率的可提升空间已越来越小，因而一般通过提高光提取效率来提高LED的外量子效率，进而在整体上提高LED的发光效率。

然而，由于GaN和空气的折射率相差过大，因此GaN基LED的有源区中发射出的光线在经过GaN与空气的界面时易发生全发射，大部分光在LED外延层中经过多次反射最终被LED吸收转化成了热能，从而导致LED的光提取效率的低下。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供一种高光效LED外延片，目的在于通过生长特定结构的外延层，形成利于有源区光线出射的粗糙斜面，以提高LED的外量子效率，进而在整体上提高LED的光提取效率。

一种高光效LED外延片，所述LED外延片由下至上依次包括衬底基板、保护层、扩展层、过渡层、第一半导体层、有源发光层以及第二半导体层，其中；

所述过渡层、所述第一半导体层、所述有源发光层以及所述第二半导体层的相同一侧形成一粗糙斜面，所述过渡层包括第一过渡子层以及第二过渡子层，所述第一过渡子层层叠于所述保护层上，所述第二过渡子层层叠于所述第一过渡子层上。

综上，根据上述的高光效LED外延片，由于扩展层、第一过渡子层、第二过渡子层、第一半导体层、有源发光层以及第二半导体层的晶体质量差异，在斜面腐蚀过程中，有利于形成粗糙斜面，通过在过渡层、第一半导体层、有源发光层以及第二半导体层的相同一侧形成一粗糙斜面，能够增加有源发光层发射光线的出射，以提高LED的外量子效率，进而在整体上提高LED的发光效率，通过设置第一过渡子层以及第二过渡子层，能够减少外延层与衬底的位错密度，提高后续外延层的晶体生长质量，能够提高LED外延片的内量子效率，进一步提高LED的发光效率，解决了传统GaN基LED的光提取率较低的问题。此外，通过设置一保护层，能够避免在斜面腐蚀过程中衬底的剥落，避免过腐蚀，起到保护衬底的作用。

进一步地，所述第一过渡子层为ALGaN层和BGaN层重复交叠组成的周期性复合结构，周期数为3～10。

进一步地，所述第二过渡子层为生长停顿层。

进一步地，所述扩展层为GaN半导体层，所述GaN半导体层的厚度为 1000-5000nm。

进一步地，所述第一半导体层为掺Si的N型GaN层，所述N型GaN层的厚度为1000-2500nm。

进一步地，所述第二半导体层为掺Mg的P型GaN层，所述p型氮化镓层生长温度为700-1100℃，生长压力为100-400torr。

进一步地，所述有源发光层为多量子阱层，所述多量子阱层包括InGaN量子阱层和GaN量子垒层，所述多量子阱层的周期为3～20。