[发明专利]LED外延结构及其制备方法

说明书

本发明提供了一种LED外延结构及其制备方法，其中所述LED外延结构，从下至上依次包括：位于衬底上的底部缓冲层、第一型半导体层、有源层以及第二型半导体层，其中，所述第一型半导体层包括依次堆叠的第一型限制层、第一阻挡层以及第一型空间层；所述第二型半导体层包括依次堆叠的第二型空间层、第二阻挡层以及第二型限制层，所述第一阻挡层和所述第二阻挡层为Al组分渐变的结构层。本发明通过在第一型限制层和第一型空间层之间插入Al组分渐变的第一阻挡层，在第二型空间层和第二型限制层之间插入Al组分渐变的第二阻挡层，可以提高LED的内量子效率，进而提高其发光效率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种LED外延结构及其制备方法。

背景技术

目前设施园艺的栽培形式以日光温室和塑料大棚为主，设施内的光照只有设施外的70％左右，在阴雨雪雾等恶劣天气条件下，设施内光照严重不足，严重制约着设施作物的生长发育与产量品质的提高。人工补光是保证弱光寡照条件下设施园艺优质高产的重要技术手段。然而，传统的补光灯，存在能耗高、光效低、光谱与植物光合作用需求相差较远的缺陷，很难保证设施作物的高效生产的需求。

LED光源具有节能、环保等特点，且其光谱组成、光照强度灵活可控，因此，LED光源作为一种新型节能环保产品越来越受到人们的关注，其应用领域也越来越广泛，其中，植物补光方面是一个新的研究领域。

而在LED光源应用在植物补光时，LED光源的发光效率对植物补光至关重要，因此，有必要提供一种LED外延结构来进一步提高LED光源的发光效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED外延结构及其制备方法，以提高LED外延结构的内量子效率，进而提高其发光效率。

为了实现上述目的以及其他相关目的，本发明提供了一种LED外延结构，从下至上依次包括：位于衬底上的底部缓冲层、第一型半导体层、有源层以及第二型半导体层，其中，所述第一型半导体层包括依次堆叠的第一型限制层、第一阻挡层以及第一型空间层；所述第二型半导体层包括依次堆叠的第二型空间层、第二阻挡层以及第二型限制层，所述第一阻挡层和所述第二阻挡层为Al组分渐变的结构层。

可选的，在所述的LED外延结构中，所述第一阻挡层和第二阻挡层的材质包括AlGaAs。

可选的，在所述的LED外延结构中，所述第一阻挡层和第二阻挡层的材质中的Al组分为0.2～0.5。

可选的，在所述的LED外延结构中，所述第一阻挡层的Al组分渐变的方式为：沿着所述衬底指向所述第一型半导体层的方向逐渐增加。

可选的，在所述的LED外延结构中，所述第一阻挡层的厚度为50nm～200nm。

可选的，在所述的LED外延结构中，所述第二阻挡层的Al组分渐变的方式为：沿着所述衬底指向所述第一型半导体层的方向逐渐降低。

可选的，在所述的LED外延结构中，所述第二阻挡层的厚度为50nm～200nm。

可选的，在所述的LED外延结构中，所述第一型半导体层还包括依次堆叠的第一型欧姆接触层、第一型缓冲层以及第一型窗口层，所述第一型限制层位于所述第一型窗口层上。

可选的，在所述的LED外延结构中，所述第二型半导体层还包括依次堆叠的第二型缓冲层、第二型窗口层以及第二型欧姆接触层，所述第二型缓冲层位于所述第二型限制层上。

可选的，在所述的LED外延结构中，所述外延结构还包括腐蚀截止层，且所述腐蚀截止层位于所述底部缓冲层与所述第一型半导体层之间。

可选的，在所述的LED外延结构中，所述衬底包括GaAs衬底、Si衬底、蓝宝石衬底中的一种。

可选的，在所述的LED外延结构中，所述有源层的发光波长为700nm～760nm。