LED结构及LED结构的制备方法技术

本公开提供了一种LED结构及LED结构的制备方法。该LED结构包括：LED发光单元，包括层叠设置的第一半导体层、发光层以及第二半导体层；应力调整结构，围绕所述LED发光单元，且对LED发光单元侧壁施加应力，应力调整结构的材料的晶格常数大于LED发光单元中的材料的晶格常数，调节LED结构波长，改善LED结构波长均匀性，另外，由于LED结构的侧壁收到挤压，有效提高了LED结构的发光效率。高了LED结构的发光效率。高了LED结构的发光效率。

【技术实现步骤摘要】
LED结构及LED结构的制备方法


[0001]本公开涉及
，尤其涉及一种LED结构及LED结构的制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)作为新一代绿色光源，广泛应用于照明、背光、显示、指示等领域。发光二极管包括层叠设置的N型半导体层、发光层以及P型半导体层。以氮化镓为代表的Ⅲ族氮化物是直接带隙的宽禁带半导体材料，具有电子漂移饱和速度高，热导率好、强化学键、耐高温以及抗腐蚀等优良性能，广泛应用于LED。现有的氮化镓基LED外延片包括蓝宝石衬底、以及依次层叠在蓝宝石衬底上的缓冲层、未掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、P型GaN层，其中多量子阱层包括交替层叠的InGaN量子阱层和GaN量子垒层。
[0003]在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：
[0004]LED结构因为经过多道制备工序，受制备环境的影响，不同位置的LED结构出现波长不均匀，大大影响LED结构的发光质量。

技术实现思路

[0005]本公开的目的在于提供一种LED结构及LED结构的制备方法，通过调节LED结构侧壁所受到的应力来改善LED结构的波长均匀性。
[0006]根据本公开的一个方面，提供一种LED结构，包括：
[0007]LED发光单元，包括层叠设置的第一半导体层、发光层以及第二半导体层；
[0008]应力调整结构，围绕所述LED发光单元，且对所述LED发光单元的侧壁施加应力，其中，所述应力调整结构的材料的晶格常数大于所述LED发光单元中的材料的晶格常数。
[0009]进一步地，所述应力调整结构与所述LED发光单元绝缘设置。
[0010]进一步地，还包括：
[0011]绝缘层，围绕所述LED发光单元，且覆盖所述LED发光单元的侧壁；
[0012]所述应力调整结构围绕所述绝缘层。
[0013]进一步地，所述绝缘层的材料为钝化的
Ⅲ‑Ⅴ
族氮化物。
[0014]进一步地，所述应力调整结构为压电材料；
[0015]所述LED结构还包括：
[0016]第三电极，所述应力调整结构与所述第三电极电连接。
[0017]进一步地，所述应力调整结构的材料为半绝缘的
Ⅲ‑Ⅴ
族氮化物。
[0018]进一步地，所述LED发光单元和应力调整结构的材料为
Ⅲ‑Ⅴ
族氮化物。
[0019]进一步地，位于不同位置的LED发光单元侧壁的应力调整结构的晶格常数不同。
[0020]进一步地，所述LED结构还包括：
[0021]第一电极，电连接于所述第一半导体层；
[0022]第二电极，电连接于所述第二半导体层。
[0023]根据本公开的一个方面，提供一种LED结构的制备方法，包括：
[0024]在一衬底结构上形成LED发光单元，所述LED发光单元包括层叠设置的第一半导体层、发光层以及第二半导体层；
[0025]形成围绕所述LED发光单元的应力调整结构，所述应力调整结构对所述LED发光单元的侧壁施加应力，其中，所述应力调整结构的材料的晶格常数大于所述LED发光单元中的材料的晶格常数。
[0026]进一步地，外延形成所述应力调整结构，所述应力调整结构的材料为半绝缘的
Ⅲ‑Ⅴ
族氮化物。
[0027]进一步地，所述制备方法还包括形成绝缘层，所述绝缘层围绕所述LED发光单元，且覆盖所述LED发光单元的侧壁；
[0028]形成所述绝缘层和所述应力调整结构包括：
[0029]通过外延生长的方式形成围绕所述LED发光单元(1)的应力调整层(8)，所述应力调整层包括围绕所述LED发光单元的第一区域(801)以及围绕所述第一区域的第二区域；
[0030]钝化所述第一区域，以形成绝缘层，所述第二区域形成应力调整结构；或者，
[0031]去除所述第一区域，以形成暴露所述衬底结构的环形开口；
[0032]形成填充所述环形开口的绝缘层，所述第二区域形成应力调整结构。
[0033]进一步地，通过离子注入的方式使位于不同位置的LED发光单元侧壁的应力调整结构的晶格常数不同。
[0034]根据本公开的一个方面，提供一种LED结构的制备方法，包括：
[0035]在一衬底结构上形成应力调整结构，所述应力调整结构设有暴露所述衬底结构的至少一个开口；
[0036]在所述开口内形成LED发光单元，所述LED发光单元包括层叠设置的第一半导体层、发光层以及第二半导体层；所述应力调整结构对所述LED发光单元的侧壁施加应力，其中，所述应力调整结构的材料的晶格常数大于所述LED发光单元中的材料的晶格常数。
[0037]本公开的LED结构及LED结构的制备方法，LED发光单元，包括层叠设置的第一半导体层、发光层、第二半导体层以及应力调整结构，应力调整结构围绕所述LED发光单元，且覆盖所述LED发光单元的侧壁；由于应力调整结构材料的热膨胀系数、晶格常数等参数的不同，使得应力调整结构向第一半导体层的侧壁、发光层的侧壁以及第二半导体层的侧壁施加了平行于接触面的张应力和垂直于接触面的压应力，LED结构受到的应力的大小和应力调整结构的晶格常数相关，通过调整晶格常数，来控制LED结构受到的应力，受到的应力越大，LED结构的发光波长变长，通过施加应力来调节LED结构的波长，进而改善LED结构的波长均匀性。
[0038]另一方面，对LED结构侧壁施加应力提高了LED结构的P型半导体层中的空穴浓度，从而增大了注入至发光层中的空穴数量，减少了发光层中未与空穴复合的电子数量，进而减少了电子从发光层溢出至P型半导体层的数量，降低了非辐射复合，提高了发光效率和发光强度；再一方面，发光层102中包括InGaN材料，通过应力实现了发光波长的调节，同时可使得LED发光单元发出同样波长的光的时候所需的In含量降低，从而降低发光层中InGaN与其他材料间的晶格失配，进一步提高了发光效率。
附图说明
[0039]图1是本公开实施例一的LED结构的示意图。
[0040]图2是本公开实施例二的LED结构的示意图。
[0041]图3和图4是本公开实施例三的LED结构的示意图。
[0042]图5是本公开实施例四中形成应力调整层后的的示意图。
[0043]图6和图7是本公开实施例四的LED结构的示意图。
[0044]图8是本公开实施例五的LED结构的示意图。
[0045]图9是本公开实施例六的LED结构的示意图。
[0046]图10是本公开的LED结构的平面示意图。
[0047]附图标记说明：1、LED发光单元；101、第一半导体层；102、发光层；103、第二半导体层；2、应力调整结构；3、衬底结构；301、衬底；302、成核层；303、缓冲层；4、绝缘膜；5、第一电极；6、第二电极；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LED结构，其特征在于，包括：LED发光单元(1)，包括层叠设置的第一半导体层(101)、发光层(102)以及第二半导体层(103)；应力调整结构(2)，围绕所述LED发光单元(1)，且对所述LED发光单元(1)的侧壁施加应力，其中，所述应力调整结构(2)的材料的晶格常数大于所述LED发光单元(1)中的材料的晶格常数。2.根据权利要求1所述的LED结构，其特征在于，所述应力调整结构(2)与所述LED发光单元(1)绝缘设置。3.根据权利要求2所述的LED结构，其特征在于，还包括：绝缘层(9)，围绕所述LED发光单元(1)，且覆盖所述LED发光单元(1)的侧壁；所述应力调整结构(2)围绕所述绝缘层(9)。4.根据权利要求3所述的LED结构，其特征在于，所述绝缘层(9)的材料为钝化的
Ⅲ‑Ⅴ
族氮化物。5.根据权利要求3所述的LED结构，其特征在于，所述应力调整结构(2)为压电材料；所述LED结构还包括：第三电极(7)，所述应力调整结构(2)与所述第三电极(7)电连接。6.根据权利要求1所述的LED结构，其特征在于，所述应力调整结构(2)的材料为半绝缘的
Ⅲ‑Ⅴ
族氮化物。7.根据权利要求1所述的LED结构，其特征在于，所述LED发光单元(1)和应力调整结构(2)的材料为
Ⅲ‑Ⅴ
族氮化物。8.根据权利要求1所述的LED结构，其特征在于，位于不同位置的LED发光单元(1)侧壁的应力调整结构(2)的晶格常数不同。9.根据权利要求1所述的LED结构，其特征在于，所述LED结构还包括：第一电极(5)，电连接于所述第一半导体层(101)；第二电极(6)，电连接于所述第二半导体层(103)。10.一种LED结构的制备方法，其特征在于，包括：在一衬底结构(3)上形成LED发光单元(1)，所述LED发光单元(1)包括层叠设置的第一半导体层(101)、发光层(102)以及第二半导体层(103)；形成围绕所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：程凯，
申请(专利权)人：苏州晶湛半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：