Led外延结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体发光器件技术领域，尤其涉及一种LED外延结构。
【背景技术】
[0002]发光二极管(Light-Emitting D1de，LED)作为一种高效、环保和绿色新型固态照明光源，具有体积小、重量轻、寿命长、可靠性高及使用功耗低等优点，使其得以广泛应用。特别地，随着LED行业的迅猛发展，LED在照明领域的应用所占比例越来越高。随着大功率LED芯片在照明领域广泛应用，对大功率LED芯片发光效率要求与日俱增；相应的，提高大功率LED芯片发光效率，一方面要提高大功率芯片的亮度，另外一方面要降低大功率芯片在高电流密度下的工作电压。
[0003]LED结构中的高温电子阻挡层对MQW有源层具有破坏作用，通常采取在两者之间生长一层较厚的且低温的UAlGaN来对MQW有源层进行保护，然而，如此设计后，会增加LED芯片的单炉时间，同时增加吸光，影响其发光亮度。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种LED外延结构。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型一实施方式提供一种LED外延结构，所述LED外延结构包括:衬底，N型GaN层，MQW有源层，电子阻挡层，P型GaN层；所述MQW有源层和所述电子阻挡层之间还生长有极化掺杂皇层，所述极化掺杂皇层为AlxGa(1_x)N皇层，所述AlxGa(1_x)N皇层中Al的摩尔含量从与所述MQW有源层接触的下表面到与所述电子阻挡层接触的上表面递减。
[0006]作为本实施方式的进一步改进，所述AlxGa(1_x)N皇层的厚度为8~30nm。
[0007]作为本实施方式的进一步改进，所述AlxGa(1_x)N皇层的厚度为8~20nm。
[0008]作为本实施方式的进一步改进，所述AlxGa(1_x)N皇层的厚度为12nm。
[0009]作为本实施方式的进一步改进，所述AlxGa(1_x)N皇层与所述MQW有源层接触的下表面中，所述X的取值范围为10%~20% ；
[0010]所述AlxGa(1_x)N皇层与所述电子阻挡层接触的上表面中，所述X的取值范围为0%~4%o
[0011]作为本实施方式的进一步改进，所述AlxGa(1_x)N皇层与所述MQW有源层接触的下表面中，所述X的取值范围为10%~15% ；
[0012]所述AlxGa(1_x)N皇层与所述电子阻挡层接触的上表面中，所述X的取值范围为0%~4%o
[0013]作为本实施方式的进一步改进，所述AlxGa(1_x)N皇层与所述MQW有源层接触的下表面中，所述X的取值为12%，所述AlxGa(1_x)N皇层与所述电子阻挡层接触的上表面中，所述X的取值为2%。
[0014]作为本实施方式的进一步改进，所述AlxGa(1_x)N皇层中Al的摩尔含量从与所述MQW有源层接触的下表面到与所述电子阻挡层接触的上表面线性递减。
[0015]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型的LED外延结构，采用新的极化掺杂皇层取代传统的低温U-AlGaN层，所述极化掺杂皇层为AlxGa(1_x)N皇层，所述AlxGa(1_x)N皇层中Al的摩尔含量从与所述MQW有源层接触的下表面到与所述电子阻挡层接触的上表面递减，减少吸光，有利出光，同时减少单炉时间，提升产能；进一步的，极化掺杂皇层形成逐渐降低的能级，有利于空穴的注入，提高复合效率。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型一实施方式中LED外延结构的结构示意图；
[0017]图2是本实用新型一实施方式中LED外延结构的制备方法的流程示意图；
[0018]图3是本实用新型一实施方式中LED外延结构中极化掺杂皇层中Al的摩尔含量的变化曲线不意图；
[0019]图4为本实用新型一实施方式的LED外延结构与现有技术的LED外延结构的亮度对比芯片测试数据。
【具体实施方式】
[0020]以下将结合附图所示的【具体实施方式】对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
[0021]如图1所示，本实用新型提供的LED外延结构，LED外延结构从下向上依次包括:衬底10，N型GaN层20，MQff有源层30，掺杂皇层40，电子阻挡层50，P型GaN层60。
[0022]本实用新型一实施方式中，衬底10的材料为蓝宝石衬底，当然，在本实用新型的其他实施方式中，衬底10也可以为其他衬底材料，如S1、SiC等。
[0023]本实用新型一实施方式中，N型GaN层20优选高温N型GaN层。
[0024]本实用新型一实施方式中，MQW有源层30包括:从下向上依次生成的6_8个多量子阱层、以及生长在6-8个多量子阱层之上的InGaN的阱层。
[0025]本实用新型一实施方式中，掺杂皇层40为AlxGa(1_x)N皇层，所述AlxGa(1_x)N皇层中Al的摩尔含量从与MQW有源层30接触的下表面到与所述电子阻挡层50接触的上表面递减。
[0026]本实用新型一实施方式中，所述AlxGa(1_x)N皇层的厚度为8~30nm。
[0027]进一步的，所述AlxGa(1_x)N皇层的厚度为8~20nmo
[0028]本实用新型一实施方式中，所述AlxGa(1_x)N皇层与MQW有源层30接触的下表面中，所述X的取值范围为10%~20% ；
[0029]所述AlxGa(1_x)N皇层与电子阻挡层接触50的上表面中，所述x的取值范围为0%~4%o
[0030]进一步的，所述AlxGa(1_x)N皇层与所述MQW有源层30接触的下表面中，所述x的取值范围为10%~15% ；
[0031]所述AlxGa(1_x)N皇层与电子阻挡层50接触的上表面中，所述x的取值范围为0%~4%o
[0032]进一步的，所述AlxGa(1_x)N皇层与MQW有源层30接触的下表面中，所述x的取值为12%，所述AlxGa(1_x)N皇层与电子阻挡层50接触的上表面中，所述x的取值为2%。
[0033]本实用新型一实施方式中，结合图3所示，所述AlxGa(1_x)N皇层中Al的摩尔含量从与MQW有源层30接触的下表面到与电子阻挡层50接触的上表面线性递减。当然，在本实用新型的其他实施方式中，所述AlxGa(1_x)N皇层中Al的摩尔含量从与MQW有源层30接触的下表面到与电子阻挡层50接触的上表面间断递减，或非线性递减。如此，采用新的极化掺杂皇层40取代传统的低温U-AlGaN层，减少吸光，有利出光，同时减少单炉时间，提升产能；进一步的，使极化掺杂皇层40形成逐渐降低的能级，有利于空穴的注入，提高复合效率。
[0034]本实用新型一实施方式中，电子阻挡层50优选P型AlGaN电子阻挡层。
[0035]本实用新型一实施方式中，P型GaN层60优选高温P型GaN。
[0036]在上述图1所示LED外延结构的基础上，本实用新型一实施方式中，所述LED外延结构还包括:生长于衬底10和N型GaN层20之间的成核层701。
[0037]其中，成核层701优选低温GaN成核层，并将TMGa作为Ga源。
[0038]在上述图1所示LED外延结构的基础上，本实用新型一实施方式中，所述LED外延结构还包括:生长于衬底10和N型GaN层20之间的氮化物缓冲层703。
[0039]氮化物缓冲层703可为GaN缓冲层或AlN缓冲层；本实用新型优选实施方式中，氮化物缓冲层703为厚度为0.5-lum间的高温GaN缓冲层；当然，在本实用新型的其他实施方式中，GaN缓冲层还可以包括高温条件下生长的高温GaN缓冲层和低温条件下生长的低温GaN缓冲层，在此不做详细赘述。
[0040]在上述图1所示LED外延结构的基础上，本实用新型一实施方式中，所述LED外延结构还包括:生长于衬底10和N型GaN层20之间的非掺杂GaN层705 ;本实用新型优选实施方式中，非掺杂GaN层705为非掺杂高温U-GaN层。
[0041]当然，在上述图1所示LED外延结构的基础上，在本实用新型的其他实施方式中，上述成核层701、氮化物缓冲层703、非掺杂GaN层705还可以任意组合加入到LED外延结构中，例如:LED外延结构从下向上依次包括:衬底10、成核层701、氮化物缓冲层703、非掺杂GaN层705、N型GaN层20、MQff有源层30、掺杂皇层40、电子阻挡层50、P型GaN60层，在此不做详细赘述。
[0042]在上述图1所示LED外延结构的基础上，本实用新型一实施方式中，所述LED外延结构还包括:生长于P型GaN层60上的欧姆接触层80，本实用新型优选实施方式中，欧姆接触层80为P型GaN接触层，进一步的，欧姆接触层80为高压p型InGaN层，在此不做详细赘述。
[0043]结合图2所示，本实用新型一实施方式中，公开一种LED外延结构的制备方法，所述方法包括:
[0044]S