[发明专利]一种垂直外延结构LED芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种垂直外延结构LED芯片，其特征在于，包括：依次叠层排布的衬底、插入层、导电层、低掺导电层和LED结构层；

所述插入层为六方氮化硼层；

所述导电层包括多个氮化镓铝/氮化镓异质结层，所述氮化镓铝/氮化镓异质结层由氮化镓铝层和氮化镓层组成；

所述氮化镓铝/氮化镓异质结层中掺杂硅，所述掺杂硅的浓度从靠近所述插入层到靠近低掺导电层依次从高到低分布；

所述低掺导电层为掺杂硅的氮化镓层。

2.根据权利要求1所述的一种垂直外延结构LED芯片，其特征在于，所述LED结构层包括:依次叠层排布的N型氮化镓层、应力释放层、电子富集层、多量子阱层和P层。

3.根据权利要求1所述的一种垂直外延结构LED芯片，其特征在于，所述六方氮化硼层的厚度为1.8-2μm。

4.根据权利要求1所述的一种垂直外延结构LED芯片，其特征在于，所述氮化镓铝/氮化镓异质结层的数量为2-8。

5.根据权利要求1所述的一种垂直外延结构LED芯片，其特征在于，所述氮化镓铝/氮化镓异质结层中，所述氮化镓铝层的厚度为50-200A，所述氮化镓层的厚度为100-400A。

6.根据权利要求1所述的一种垂直外延结构LED芯片，其特征在于，所述氮化镓铝/氮化镓异质结层中，所述掺杂硅的浓度靠近所述插入层为第一浓度，所述掺杂硅的浓度靠近所述LED结构层为第二浓度，所述第一浓度为1E19-2E19，所述第二浓度为1E18-5E18。

7.根据权利要求1所述的一种垂直外延结构LED芯片，其特征在于，所述低掺导电层的厚度为1.5-2μm。

8.根据权利要求1所述的一种垂直外延结构LED芯片，其特征在于，所述低掺导电层中掺杂硅的浓度为1E18-3E18。

9.一种垂直外延结构LED芯片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

在金属有机化合物化学气相沉积反应炉中，在衬底上外延生长所述六方氮化硼层；

在所述六方氮化硼层上外延生长所述氮化镓铝层，外延生长所述氮化镓铝过程中边生长边掺杂硅，掺杂硅的浓度为第一浓度；

在所述氮化镓铝层上外延生长所述氮化镓层，外延生长所述氮化镓过程中边生长边掺杂硅，掺杂硅的浓度为第一浓度；

所述氮化镓铝层和氮化镓层循环生长多次得到所述导电层，循环生长过程中掺杂硅的浓度依次递减，最后一次生长中掺杂硅的浓度为第二浓度，所述第一浓度高于所述第二浓度；

在所述导电层上外延生长氮化镓层得到所述低掺导电层，外延生长所述氮化镓过程中边生长边掺杂硅；

在所述低掺导电层上外延生长所述LED结构层。

10.根据权利要求9所述的一种垂直外延结构LED芯片的制备方法，其特征在于，所述在所述导电层上外延生长所述LED结构层的步骤包括：

在所述低掺导电层上外延生长所述N型氮化镓层；

在所述N型氮化镓层上外延生长所述应力释放层；

在所述应力释放层上外延生长所述电子富集层；

在所述电子富集层上外延生长所述多量子阱层；

在所述多量子阱层上外延生长所述P层。

11.根据权利要求9所述的一种垂直外延结构LED芯片的制备方法，其特征在于，在衬底上外延生长所述六方氮化硼层的厚度为1.8-2μm。

12.根据权利要求9所述的一种垂直外延结构LED芯片的制备方法，其特征在于，所述氮化镓铝层和氮化镓层循环生长的次数为2-8Loop。

13.根据权利要求9所述的一种垂直外延结构LED芯片的制备方法，其特征在于，外延生长所述氮化镓铝层的厚度为50-200A，外延生长所述氮化镓层的厚度为100-400A。