【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件领域，具体而言，涉及一种led外延结构及其制备方法和led器件。
技术介绍
1、发光二极管（light emitting diode，简为led）是一种发光器件，可高效地将电能转化为光能，通过电子与空穴复合释放能量发光，其在照明、显示器等领域应用广泛。
2、现有led结构量产常规使用异质衬底生长，即在al2o3衬底上生长gan材料。异质衬底带来的应力，会影响有源区量子阱，使得qcse增大，辐射复合效率下降。常规技术使用多循环的ingan/gan应力缓冲层来缓解传导到有源区量子阱的应力。
3、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的在于提供一种led外延结构，以解决现有常规led技术中有源区应力大的问题；本专利技术的led外延结构可有效地缓解底层应力传导，减小有源区的qcse，进而提升辐射复合效率。
2、本专利技术的另一个目的在于提供一种所述的led外延结构的制备方法，该方法简单易行，能缓解底层应力传导，减小有源区的qcse，提升辐射复合效率。
3、本专利技术的另一个目的在于提供一种led器件，其具有优异的光效，蓝移更小。
4、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
5、一种led外延结构，包括衬底和位于衬底上的外延层，所述外延层包括沿外延方向依次设置的缓冲层、n型半导体层、沟道缺陷复合层、多量子阱发光层和p型半导体层，所述沟道缺陷复合层包括依次设置
6、一些实施方式中，所述沟道缺陷产生层包括gan。
7、一些实施方式中，所述沟道缺陷产生层中的碳含量与所述n型半导体层中的碳含量的比值大于或等于2；所述沟道缺陷产生层中的碳含量与所述多量子阱发光层中的碳含量的比值大于或等于2。
8、一些实施方式中，所述沟道缺陷产生层中还含有杂质si，所述杂质si的含量不低于沟道缺陷产生层中的碳含量。
9、一些实施方式中，所述沟道缺陷产生层的厚度为10~200nm。
10、一些实施方式中，所述沟道缺陷放大层包括ingan层和gan层，所述ingan层和所述gan层呈交替层叠设置。
11、一些实施方式中，所述ingan层和gan层的层数各自独立为2~6层。
12、一些实施方式中，所述ingan层的厚度为15~40å；所述gan层的厚度为50~400å。
13、一些实施方式中，所述沟道缺陷修复层包括gan。
14、一些实施方式中，所述沟道缺陷修复层的厚度为10~200nm。
15、一些实施方式中，所述缓冲层包括algan。
16、一些实施方式中，所述缓冲层的厚度为15~25nm。
17、一些实施方式中，所述n型半导体层包括层叠设置的非掺杂gan层和掺杂si的n型gan层，所述掺杂si的n型gan层中，si的掺杂浓度为2×1019~5×1019atoms/cm3。
18、一些实施方式中，所述n型半导体层的厚度为3~8μm。
19、一些实施方式中，所述多量子阱发光层包括层叠设置的ingan层和gan层。
20、一些实施方式中，所述多量子阱发光层的厚度为100~130nm。
21、一些实施方式中，所述p型半导体层包括层叠设置的algan层和掺杂mg的p型gan层，所述掺杂mg的p型gan层中，mg的掺杂浓度为0.8×1020~2×1020atoms/cm3。
22、一些实施方式中，所述p型半导体层的厚度为180~220nm。
23、一些实施方式中，所述多量子阱发光层的in浓度与所述缺陷放大层的in浓度比不小于3。
24、如上所述的led外延结构的制备方法，包括以下步骤：
25、提供衬底，在所述衬底的一侧表面延其外延方向上依次生长缓冲层、n型半导体层、沟道缺陷产生层、沟道缺陷放大层、沟道缺陷修复层、多量子阱发光层和p型半导体层。
26、一些实施方式中，所述沟道缺陷产生层的生长条件，包括：以tmga为ga源，生长气氛为氮气，生长温度为700~760℃，生长压力为180~220mbar，生长gan层。
27、一些实施方式中，所述沟道缺陷放大层的生长条件，包括：生长温度为880~950℃，生长压力为180~220mbar，依次交替生长ingan层和gan层。
28、一些实施方式中，所述沟道缺陷修复层的生长条件，包括：生长温度为980~1050℃，生长压力为180~220mbar，生长气氛为氢气，生长gan层。
29、一些实施方式中，所述缓冲层的生长条件，包括：生长温度为500~600℃，得到algan层，再于氨气条件下进行退火处理，退火处理的温度为1100~1200℃。
30、一些实施方式中，所述n型半导体层的生长条件，包括：先生长gan层，再生长掺杂si的n型gan层，生长温度为1120~1180℃，生长压力为550~650mbar。
31、一些实施方式中，所述多量子阱发光层的生长条件，包括：以tega为镓源，依次交替生长ingan层和gan层，gan的生长温度为850~900℃，ingan的生长温度为750~820℃。
32、一些实施方式中，所述p型半导体层的生长条件，包括：依次生长algan层和掺杂mg的p型gan层，生长温度为980~1050℃，生长压力为180~220mbar。
33、一种led器件，包括所述的led外延结构，以及电流阻挡层、电流扩展层、n电极、p电极和绝缘层；所述电流阻挡层位于所述led外延结构的p型半导体层的表面；所述电流扩展层覆盖所述p型半导体层且位于所述p型半导体层的表面上；所述p电极设置于所述电流扩展层上并电连接于所述p型半导体层；所述n电极设置于n台阶区，与所述n型半导体层电连接；所述绝缘层覆盖所述p电极和所述n电极，并暴露部分所述p电极和所述n电极。
34、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
35、（1）本专利技术的led外延结构，通过沟道缺陷产生层、沟道缺陷放大层和沟道缺陷修复层的配合，可更有效地缓解底层应力传导，减小有源区的qcse，从而提升辐射复合效率。
36、（2）本专利技术的led外延结构的制备方法简单易行，通过生长沟道缺陷产生层、沟道缺陷放大层、沟道缺陷修复层，以获得更充分的应力释放效果，后续生长的量子阱有源层中qcse效应降低，进而可降低非欧姆电阻，提升辐射复合效率，提升器件光效，同时由于qcse效应缓解，器件蓝移更小。
37、（3）专利技术的发光二极管具有优异的光效，蓝移更小。
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1.一种LED外延结构，其特征在于，包括衬底和位于衬底上的外延层，所述外延层包括沿外延方向依次设置的缓冲层、N型半导体层、沟道缺陷复合层、多量子阱发光层和P型半导体层，所述沟道缺陷复合层包括依次设置的沟道缺陷产生层、沟道缺陷放大层和沟道缺陷修复层；
2.根据权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，包含以下特征（1）至（4）中的至少一种：
3.根据权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，所述沟道缺陷放大层包括InGaN层和GaN层，所述InGaN层和所述GaN层呈交替层叠设置。
4.根据权利要求3所述的LED外延结构，其特征在于，包含以下特征（1）至（2）中的至少一种：
5.根据权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，包含以下特征（1）至（2）中的至少一种：
6.根据权利要求1所述的LED外延结构，其特征在于，包含以下特征（1）至（9）中的至少一种：
7.如权利要求1~6中任一项所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的LED外延结构的制备方法，
9.根据权利要求7所述的LED外延结构的制备方法，其特征在于，包含以下特征（1）至（4）中的至少一种：
10.一种LED器件，其特征在于，包括权利要求1~6中任一项所述的LED外延结构，以及电流阻挡层、电流扩展层、N电极、P电极和绝缘层；
...【技术特征摘要】
1.一种led外延结构，其特征在于，包括衬底和位于衬底上的外延层，所述外延层包括沿外延方向依次设置的缓冲层、n型半导体层、沟道缺陷复合层、多量子阱发光层和p型半导体层，所述沟道缺陷复合层包括依次设置的沟道缺陷产生层、沟道缺陷放大层和沟道缺陷修复层；
2.根据权利要求1所述的led外延结构，其特征在于，包含以下特征（1）至（4）中的至少一种：
3.根据权利要求1所述的led外延结构，其特征在于，所述沟道缺陷放大层包括ingan层和gan层，所述ingan层和所述gan层呈交替层叠设置。
4.根据权利要求3所述的led外延结构，其特征在于，包含以下特征（1）至（2）中的至少一种：
5.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱涛，宋长伟，叶大千，连伟杰，芦玲，
申请(专利权)人：淮安澳洋顺昌光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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