[发明专利]一种P型半导体层生长方法、LED外延层及芯片

说明书

本发明涉及一种P型半导体层生长方法、LED外延层及芯片。在生长P型半导体层时，以二维生长模式生长下部分层与上部分层，以三维生长模式生长中部分层，二维生长模式下生长的层结构具有良好的晶体质量与界面质量，因此，上部分层与下部分层不仅对中部分层形成了保护，同时也保证了P型半导体层整体的界面质量。中部分层具有较高的空穴浓度、较为粗糙的表面以及同上部分层、下部分层不同的折射率，提升了电流扩展效果，增加了LED外延层出光面的总面积，向光子提供更多的机会从器件表面出射，从而增加光提取效率。此外，表面粗糙也能够降低内反射，使得更多的光能够被提取出去，从而进一步增大光提取效率，提高LED芯片的外量子效率。

技术领域

本发明涉及LED(Light Emitting Diode，发光二极管)技术领域，尤其涉及一种P型半导体层生长方法、LED外延层及芯片。

背景技术

GaN(氮化镓)基LED已经商业化生产，但是对GaN材料和LED的研究仍在一直进行，研究重点是提高GaN材料的质量和LED芯片的量子效率以改进器件性能。LED芯片的亮度与其外量子效率直接相关，但目前LED芯片的外量子效率仍然较低，这严重影响了LED芯片的出光效果，制约了显示技术的发展。

因此，如何提升LED芯片的外量子效率，改善其出光效果是亟待解决的问题。

发明内容

鉴于上述相关技术的不足，本申请的目的在于提供一种P型半导体层生长方法、LED外延层及芯片，旨在解决相关技术中LED芯片外量子效率不高，出光效果不佳的问题。

一种P型半导体层生长方法，P型半导体层包括下部分层、中部分层及上部分层，P型半导体层生长方法包括：

以二维生长模式生长下部分层；

以三维生长模式生长中部分层；

以二维生长模式生长上部分层；

其中，中部分层与上部分层的接触面为具有凹凸结构的粗糙面。

上述P型半导体层生长方法中，在生长P型半导体层时，以二维生长模式生长P型半导体层的下部分层与上部分层，以三维生长模式生长P型半导体层的中部分层，从而将P型半导体中三维生长模式生长的中部分层夹在二维生长模式生长的上部分层与下部分层之间。二维生长模式下生长的层结构具有良好的晶体质量与界面质量，因此，通过上部分层与下部分层保证了P型半导体层整体的界面质量；同时，上部分层与下部分层也对中部分层也形成了良好的保护。中部分层采用三维生长模式生长，因此具有较高的空穴浓度、较为粗糙的表面以及同上部分层、下部分层不同的折射率，高的空穴浓度有利于电流扩展，表面粗糙增加了LED外延层出光面的总面积，不同于上部分层、下部分层的折射率则可以向光子提供更多的机会从器件表面出射，从而增加光提取效率。此外，表面粗糙也能够降低内反射，使得更多的光能够被提取出去，从而进一步增大光提取效率，提高LED芯片的外量子效率。

可选地，以三维生长模式生长的方式包括以下两种中的至少一种：

以氮气为载气进行生长；

在第一温度下进行生长；

以二维生长模式生长的方式包括以下两种中的至少一种：

以氢气为载气进行生长；

在第二温度下进行生长，第二温度高于第一温度。

上述P型半导体层生长方法中，提供了两种实现二维生长模式的方式，以及两种实现三维生长模式生长的方式，有利于增大光提取效率，提高LED芯片的外量子效率。

可选地，以二维生长模式生长下部分层包括：

以二维生长模式生长无Mg(镁)掺杂的下部第一AlGaN(铝镓氮)层；

以二维生长模式生长含In(铟)掺杂的下部第一MgN(氮化镁)层；