[发明专利]外延结构及其制造方法

说明书

本申请公开了一种外延结构及其制造方法，衬底；电子供应层，位于衬底上；多量子阱层，位于电子供应层上；多个V型凹陷，自多量子阱层的表面延伸至多量子阱层中；以及空穴供应层，填充多个V型凹陷，并在多量子阱层上方提供平整表面，其中，至少一个V型凹陷的开口尺寸大于等于空穴供应层的厚度的四分之三。该外延结构通过超薄的空穴供应层填充大开口尺寸的V型凹陷，并在多量子阱层上方提供平整表面，从而在保证高空穴注入效率的前提下降低空穴供应层对光的吸收，从而提高了发光元件的发光效率。

技术领域

本公开涉及外延结构制造领域，更具体地，涉及一种外延结构及其制造方法。

背景技术

化合物半导体发光元件因具有节能环保、发光效率高、颜色波长易调控、体积小、使用寿命长等优点，已成为市场主流的照明光源，广泛应用于家庭照明、户外路灯照明、舞台灯照明、交通信号灯、电视背光、手机电脑背光、室内显示屏、车灯等各种照明和显示领域，其中，氮化物半导体发光元件具有较高的发光效率，因此在照明领域得到了越来越广泛的应用。

本申请希望进一步改进半导体发光元件的结构与形成工艺，从而提高发光元件的发光效率。

发明内容

本发明提供了一种外延结构及其制造方法，通过超薄的空穴供应层填充大开口尺寸的V型凹陷，并在多量子阱层上方提供平整表面，从而在保证高空穴注入效率的前提下降低空穴供应层对光的吸收，从而提高了发光元件的发光效率。

根据本发明的一方面，提供了一种外延结构，包括：衬底；电子供应层，位于所述衬底上；多量子阱层，位于所述电子供应层上；多个V型凹陷，自所述多量子阱层的表面延伸至所述多量子阱层中；以及空穴供应层，位于所述多量子阱层上方并填充所述多个V型凹陷，其中，至少一个所述V型凹陷的开口尺寸大于等于所述空穴供应层的厚度的四分之三。

优选地，所述空穴供应层包括：第一P型层，位于所述多量子阱层上方。

优选地，所述空穴供应层还包括：第二P型层，位于所述第一P型层上，所述第二P型层中掺杂P型杂质，所述P型杂质扩散至所述第一P型层中，其中，所述第二P型层的厚度小于所述第一P型层的厚度。

优选地，所述P型杂质包括Mg，在所述第二P型层中，Mg的掺杂浓度范围包括1E19至5E20cm^-3，在所述第一P型层中，Mg的掺杂浓度范围包括1E19至5E19cm^-3。

优选地，所述第一P型层与所述第二P型层为GaN层。

优选地，所述第一P型层的厚度大于所述第二P型层的厚度。

优选地，所述第一P型层的厚度范围包括50至150埃米，所述第二P型层的厚度范围包括50至150埃米。

优选地，所述V型凹陷的开口尺寸包括150至300埃米，所述空穴供应层的厚度小于等于200埃米。

优选地，所述空穴供应层的表面粗糙度小于等于1nm。

优选地，还包括非掺杂GaN层，位于所述衬底与所述电子供应层之间。

优选地，所述多个V型凹陷的相连比例小于20％。

优选地，所述电子供应层包括N型GaN层，厚度范围包括1至3μm。

优选地，所述电子供应层的掺杂杂质包括Si，其中，Si的掺杂浓度范围包括1E19至8E19cm^-3。