[发明专利]一种发光二极管外延片及其制作方法

说明书

本发明公开了一种发光二极管外延片及其制作方法，属于半导体技术领域。外延片包括衬底、缓冲层、N型半导体层、有源层和P型半导体层，缓冲层铺设在衬底上，N型半导体层的第一表面铺设在缓冲层上，N型半导体层的第二表面包括凸起部和凹陷部，第二表面为与第一表面相反的表面；有源层铺设在凸起部和凹陷部上，P型半导体层铺设在有源层上，P型半导体层和有源层的厚度之和小于凸起部的高度。本发明通过将N型半导体层设置有源层的表面从平面改成凹凸不平，增大了有源层的发光面积，提高LED的发光亮度；同时改变有源层发出光线的出射方向，有利于提高LED出光效率，进而提高LED的发光效率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种发光二极管外延片及其制作方法。

背景技术

发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)是一种能发光的半导体电子元件。LED因具有节能环保、可靠性高、使用寿命长等优点而受到广泛的关注，近年来在背光源和显示屏领域大放异彩，并且开始向民用照明市场进军。对于民用照明来说，光效和使用寿命是主要的衡量标准，因此增加LED的发光效率和提高LED的抗静电能力对于LED的广泛应用显得尤为关键。

外延片是LED制备过程中的初级成品。现有的LED外延片包括衬底、缓冲层、N型半导体层、有源层和P型半导体层，缓冲层、N型半导体层、有源层和P型半导体层依次层叠在衬底上。衬底用于为外延材料提供生长表面，缓冲层用于缓解衬底和N型半导体层之间的晶格失配，N型半导体层用于提供进行复合发光的电子，有源层用于进行电子和空穴的复合发光，P型半导体层用于提供进行复合发光的空穴。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

P型半导体层提供的空穴和N型半导体层提供的电子注入有源层进行复合发光，N型半导体层、有源层和P型半导体层依次层叠，有源层的发光面积有限，出光角度也受到限制，导致LED的发光效率较低。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种发光二极管外延片及其制作方法。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括衬底、缓冲层、N型半导体层、有源层和P型半导体层，所述缓冲层铺设在所述衬底上，所述N型半导体层的第一表面铺设在所述缓冲层上，所述N型半导体层的第二表面包括凸起部和凹陷部，所述第二表面为与所述第一表面相反的表面；所述有源层铺设在所述凸起部和所述凹陷部上，所述P型半导体层铺设在所述有源层上，所述P型半导体层和所述有源层的厚度之和小于所述凸起部的高度。

可选地，所述凸起部的高度为2μm～8μm。

优选地，所述凸起部包括曲面，所述曲面与所述凹陷部相交，所述曲面上各个点的切平面与所述凹陷部之间的夹角为钝角。

更优选地，所述凸起部还包括平面，所述平面与所述凹陷部平行，且所述平面与所述曲面相交。

可选地，所述凹陷部与所述第一表面之间的距离为1μm～3μm。

可选地，所述凸起部的数量为多个，多个所述凸起部以阵列方式设置在所述凹陷部中；或者，所述凹陷部的数量为多个，多个所述凹陷部以阵列方式设置在所述凸起部中。

另一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管外延片的制作方法，所述制作方法包括：

在衬底上生长缓冲层；

在所述缓冲层上生长N型半导体层；

采用光刻技术和刻蚀技术对所述N型半导体层图形化，在所述N型半导体层的表面上形成凸起部和凹陷部；

在所述凸起部和所述凹陷部上生长有源层；