[发明专利]一种同轴生长PNP双色外延结构

说明书

本发明提供了一种同轴生长PNP双色外延结构，包括：衬底；P型第一色掺杂半导体层，生长于衬底上；第一色发光层，生长于P型第一色掺杂半导体层上；N型第一色掺杂半导体层，生长于第一色发光层上；第二色发光层，生长于N型第一色掺杂半导体层上；P型第二色掺杂半导体层，生长于第二色发光层上。本发明将两种颜色发光外延结构生长在一起，无需键合工艺，简化了后续多色MICRO‑LED的制备工艺，降低了成本。并且避免了后续MICRO‑LED制备工艺中的对准问题，提高了器件质量和良率。

技术领域

本发明涉及一种外延生长技术领域，具体涉及一种同轴生长PNP双色外延结构。

背景技术

传统外延生长工艺中，均是NP或PN结构生长，导致后续的MICRO-LED制备工艺中，需要将两个不同颜色的外延结构垂直键合或并排键合在一起，不仅工艺复杂，导致成本较高，而且在键合过程中需要对准，对准精度要求更高，很容易出现对准误差，导致良率下降。

发明内容

为了克服以上问题，本发明旨在提供一种同轴生长PNP双色外延结构，两种颜色发光外延结构直接生长在一起，无需键合工艺。

为了达到上述目的，本发明提供了一种同轴生长PNP双色外延结构，包括：

衬底；

P型第一色掺杂半导体层，生长于衬底上；

第一色发光层，生长于所述P型第一色掺杂半导体层上；

N型第一色掺杂半导体层，生长于所述第一色发光层上；

第二色发光层，生长于所述N型第一色掺杂半导体层上；

P型第二色掺杂半导体层，生长于所述第二色发光层上。

在一些实施例中，P型第一色掺杂半导体层从下往上依次包括：P型第一色掺杂半导体子层和P型第一电子阻挡层。

在一些实施例中，P型第一色掺杂半导体子层的厚度大于所述P型第一电子阻挡层的厚度；P型第一色掺杂半导体子层的掺杂浓度大于所述P型第一单子阻挡层的掺杂浓度。

在一些实施例中，所述P型第一色掺杂半导体子层的材料为GaN，其厚度为40～4000nm，掺杂浓度为5E19atoms/cm³～1.5E21atoms/cm³；

所述P型第一电子阻挡层的材料为pAlGaN、pAlInGaN、pInGaN的单层或多层、或这些材料的超晶格结构，厚度为10～70nm；掺杂浓度为2E19atoms/cm³～1.5E20atoms/cm³。

在一些实施例中，所述第一色发光层为多周期量子阱发光结构。

在一些实施例中，所述多周期量子阱发光结构为In_bAl_aGa_1-b-a N/In_bAl_aGa_1-b-a N)_n，n为周期数；In的组分b为0～1，Al的组分a为0～1；势阱的厚度为2.0～4.0nm，势垒的厚度为4～15nm；周期数为6～12。

在一些实施例中，所述N型第一色掺杂半导体层与所述第一色发光层之间还生长有第一多周期应力调节层。

在一些实施例中，所述第一多周期应力调节层的结构为(Al_xIn_yGa_1-x-yN/Al_x1In_y1Ga_1-x1-y1N)_n；其中，n为周期数。

在一些实施例中，所述周期n小于5，x为0～0.5，x1为0～0.5，y为0～0.5，y1为0～0.5。