[发明专利]一种具有波导应变的外延结构、LED芯片及制作方法

权利要求书

1.一种具有波导应变的外延结构，其特征在于，包括：

生长衬底；

在所述生长衬底表面依次堆叠的第一型半导体层、第一波导层、有源区、第二波导层以及第二型半导体层；所述有源区包括交替形成的量子垒和量子阱，且所述量子垒和量子阱的晶格常数小于所述衬底的固有晶格常数，使所述量子垒和量子阱具有压应变；所述第一波导层或所述第二波导层的应力大于所述衬底的应力，且所述第一波导层或所述第二波导层的应力不大于所述量子垒的应力。

2.根据权利要求1所述的具有波导应变的外延结构，其特征在于，在所述有源区中，量子垒作为所述有源区分别与所述第一波导层、第二波导层的接触面。

3.根据权利要求2所述的具有波导应变的外延结构，其特征在于，所述量子垒的铝组分不小于所述第一波导层或第二波导层的铝组分，使所述有源区通过所述量子垒形成高势垒以形成电子阻挡；同时，利用具有较低铝组分的第一波导层、所述第二波导层，以减小所述有源区的能带弯曲，并增加所述有源区内电子和空穴的波函数交叠。

4.根据权利要求1所述的具有波导应变的外延结构，其特征在于，所述量子垒、量子阱、第一波导层以及第二波导层均包括非掺的半导体层。

5.根据权利要求1所述的具有波导应变的外延结构，其特征在于，所述第一波导层或所述第二波导层的厚度大于所述量子垒的厚度。

6.一种具有波导应变的外延结构的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括如下步骤：

步骤A01、提供一生长衬底；

步骤A02、在所述生长衬底表面依次生长第一型半导体层、第一波导层、有源区、第二波导层以及第二型半导体层；所述有源区包括交替形成的量子垒和量子阱，且所述量子垒和量子阱的晶格常数小于所述衬底的固有晶格常数，使所述量子垒和量子阱具有压应变；所述第一波导层或所述第二波导层的应力大于所述衬底的应力，且所述第一波导层或所述第二波导层的应力不大于所述量子垒的应力；

所述量子垒、量子阱、第一波导层以及第二波导层均包括非掺的半导体层；

且，在所述有源区中，量子垒作为所述有源区分别与所述第一波导层、第二波导层的接触面。

7.根据权利要求6所述的具有波导应变的外延结构的制作方法，其特征在于，所述量子垒的铝组分不小于所述第一波导层或第二波导层的铝组分，使所述有源区通过所述量子垒形成高势垒以形成电子阻挡；同时，利用具有较低铝组分的第一波导层、所述第二波导层，以减小所述有源区的能带弯曲，并增加所述有源区内电子和空穴的波函数交叠。

8.一种LED芯片，其特征在于，包括：

基板；

依次层叠于所述基板表面的键合层、金属反射镜、介质层以及外延叠层；所述介质层具有介质孔，且所述金属反射镜嵌入所述介质孔内与所述外延叠层形成连接；其中，所述外延叠层通过对所述权利要求1至5任一项所述的外延结构进行剥离生长衬底而获得，且所述金属反射镜嵌入所述介质孔内与所述第二型半导体层形成连接；

第一电极，其层叠于所述第一型半导体层背离所述有源区的一侧表面；

第二电极，其层叠于所述基板的背面。

9.根据权利要求8所述的LED芯片，其特征在于，所述基板包括硅基板。

10.根据权利要求8所述的LED芯片，其特征在于，所述介质层具有若干个呈阵列分布的介质孔，且所述介质孔呈柱状或锥状。

11.一种LED芯片的制作方法，其特征在于，用于制作权利要求8至10任一项所述的LED芯片，包括如下步骤：

S01、提供权利要求1至5任一项所述的具有波导应变的外延结构；

S02、在所述外延结构的表面蒸镀形成介质层，并通过光刻和显影工艺图形化所述介质层，以形成若干个介质孔，所述介质孔裸露所述第二型半导体层；

S03、制作金属反射镜，所述金属反射镜完全填充所述介质孔并覆盖所述介质层；

S04、提供一基板，且在所述金属反射镜表面通过键合层与所述基板键合形成一体；

S05、剥离所述生长衬底，使所述第一型半导体层裸露；

S06、在所述第一型半导体层的裸露面制作形成第一电极；

S07、在所述基板背离所述键合层的一侧表面制作形成第二电极。