CN114284415A - 一种倒装led外延结构及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种倒装LED外延结构及其制备方法，包括从下至上依次设置的衬底、微尺寸SiO₂薄膜以及n型氮化物层，还包括设于微尺寸SiO₂薄膜与n型氮化物层之间的第一填平层和第二填平层，第一填平层覆盖在微尺寸SiO₂薄膜上，第二填平层覆盖第一填平层、且设于第一填平层与n型氮化物层之间。本发明中的倒装LED外延结构及其制备方法，通过在微尺寸SiO₂上生长第一填平层，以覆盖衬底上的SiO₂薄膜，减少GaN与蓝宝石之间的晶格失配和热适配，并在第一填平层上生长第二填平层，以填平微尺寸SiO₂薄膜，形成平坦的表面，使得后续外延层生长同样平坦，提高了晶体质量。

Description

一种倒装LED外延结构及其制备方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种倒装LED外延结构及其制备方法。

背景技术

氮化物发光二极管（LED）因其节能环保、使用寿命长、电光转换率高等优点在普通照明、景观照明、显示屏、杀菌消毒等领域中得到了广泛应用。

目前的氮化镓基LED主要生长于蓝宝石衬底上，但因为GaN和衬底之间存在的晶格失配和热失配，导致GaN基LED外延层中有很多穿透位错。这些穿透位错在LED通入正向电流之后会形成非辐射复合中心，降低LED的发光效率。为了提高氮化镓基LED的发光效率，一般在进行氮化镓基LED的外延生长前会采用侧向外延生长技术来减少穿透位错密度。但因GaN与蓝宝石衬底、蓝宝石衬底与空气的折射率相差较大。倒装LED有源区发生辐射复合发射出的光在经过各个界面时，会有大量的入射光因发生全发射导致出光效率的降低。

现有技术中，通过在蓝宝石衬底的表面均匀分散的分布SiO₂薄膜，以减少全反射，提高出光效率，但是生长在衬底上的SiO₂薄膜容易导致外延层表面凹凸不平，导致LED外延层的晶体质量差。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供倒装LED外延结构及其制备方法，解决背景技术中GaN不会在SiO₂薄膜上成核生长，导致LED外延层的晶体质量差的问题。

本发明提供一种倒装LED外延结构，包括从下至上依次设置的衬底、SiO₂薄膜以及n型氮化物层，倒装LED外延结构还包括设于SiO₂薄膜与n型氮化物层之间的衬底图形填平层；

衬底图形填平层包括第一填平层和第二填平层，第一填平层覆盖在SiO₂薄膜上，第二填平层覆盖在第一填平层上、且设于第一填平层与n型氮化物层之间。

进一步的，第一填平层为AlN、AlN和AlGaN材料叠加层或AlN/AlGaN多周期超晶格层。

进一步的，第二填平层为GaN层。

进一步的，第一填平层的厚度为10nm-40nm，第二填平层的厚度为2000nm-4000nm。

本发明中的倒装LED外延结构，包括衬底和均匀分散在衬底上SiO₂薄膜，显露出部分衬底，通过在SiO₂薄膜上设置第一填平层，覆盖衬底上的SiO₂薄膜，减少GaN与蓝宝石之间的晶格失配和热适配，并在第一填平层上设置第二填平层，填平SiO₂薄膜，形成平坦的表面，使得后续外延层同样平坦，提高了晶体质量。

本申请还提供一种倒装LED外延结构制备方法，方法包括：

在衬底上沉积一层SiO₂薄膜，并在SiO₂薄膜上旋涂光刻胶；

在旋涂有光刻胶的SiO₂薄膜上进行刻蚀，以使刻蚀区域显露出衬底；

在SiO₂薄膜上生长第一填平层；

在第一填平层上横向生长第二填平层，以使第二填平层覆盖第一填平层，

在第二填平层上生长n型氮化物层，第二填平层位于第一填平层与n型氮化物层之间。

进一步的，第一填平层为AlN、AlN和AlGaN材料叠加层或AlN/AlGaN多周期超晶格层；第二填平层为GaN层。

进一步的，在SiO₂薄膜上生长第一填平层的步骤包括：

在SiO₂薄膜上蒸镀AlN为第一填平层，第一填平层的生长厚度为10nm-40nm，生长温度为700℃-900℃。

进一步的，在第一填平层上横向生长第二填平层的步骤包括：

在第一填平层上蒸镀GaN作为第二填平层，第二填平层的生长厚度为2000nm-4000nm，生长压力为100torr-400torr，生长温度为1000℃-1200℃。

进一步的，AlN第一填平层的生长厚度为30nm，生长温度为810℃。

进一步的，第二填平层的生长温度为1100℃，生长压力为150torr，生长厚度为3000nm。

本发明中的一种倒装LED外延结构制备方法，包括衬底和均匀分散在衬底上SiO₂薄膜，通过在SiO₂薄膜上生长第一填平层，减少GaN与蓝宝石之间的晶格失配和热适配，并在第一填平层横向生长第二填平层，以填平SiO₂薄膜，形成平坦的表面，使得后续外延层生长同样平坦，提高了晶体质量。

附图说明

图1为本发明实施例中的倒装LED外延结构示意图；

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

主要元件符号说明：

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种倒装LED外延结构，从下至上依次包括衬底11、在所述衬底11上部分规则分布的SiO₂薄膜12、衬底图形填平层、n型氮化物层14、应力释放层15、多量子阱层16、电子阻挡层17和p型氮化物层18。

其中，本实施例中的衬底11选用图形化蓝宝石衬底11，蓝宝石衬底11的表面含有大量规则分布的微尺寸SiO₂薄膜，在各个规则分布的微尺寸SiO₂薄膜之间的是未被覆盖的蓝宝石衬底11。需要说明的是，空气的折射率为1、蓝宝石的折射率为1.78、GaN的折射率为2.46、SiO₂的折射率为1.45。蓝宝石和空气的折射率相差较大，全发射临界角大。倒装LED有源区发出的光线在经过蓝宝石和空气界面时有大量光线因全反射而不能进入到空气中。而SiO₂与空气之间的折射率相差较小，全发射临界角也较小，有更多倒装LED有源区内发出的光能够进入到空气中，提高了LED的光提取效率。

在微尺寸SiO₂薄膜以及部分裸露的蓝宝石衬底11上设有衬底图形填平层，衬底图形填平层分为第一填平层131和第二填平层132，第一填平层131为AlN或AlN+AlGaN层或AlN/AlGaN多周期超晶格层，第一填平层131的厚度为10-40nm，第二填平层132为GaN层，第二填平层132的厚度为2000-4000nm。

需要说明的是，SiO₂在衬底11表面表现为凸起，造成衬底11表面凹凸不平，影响后续外延层的生长，因此需在第一填平层131上继续生长一层较厚的GaN作为第二填平层132，以将微尺寸SiO₂薄膜覆盖，并能够在平坦的第二填平层132上生长n型氮化物层14等外延结构。

可以理解的，因GaN第二填平层132与蓝宝石之间的晶格失配和热适配较大，且GaN第二填平层132在SiO₂上不能成核生长，因此在生长GaN第二填平层132之前，需在SiO₂上覆盖第一填平层131，以减少GaN与蓝宝石之间的晶格失配和热适配，减小芯片的穿透位错密度，从而提高了LED外延层的晶体质量和内量子效率。

综上，本发明上述实施例当中的一种倒装LED外延结构，包括衬底和均匀分散在衬底上SiO₂薄膜，显露出部分衬底，通过在SiO₂薄膜上设置第一填平层，覆盖衬底上的SiO₂薄膜，减少GaN与蓝宝石之间的晶格失配和热适配，并在第一填平层上设置第二填平层，填平微尺寸SiO₂薄膜，形成平坦的表面，使得后续外延层同样平坦，提高了晶体质量。

本发明还提供一种倒装LED外延结构制备方法，用于制备实施例一种的倒装LED外延结构，包括步骤S1-S5。

S1、在衬底11上沉积一层SiO₂薄膜12。

S2、在所述SiO₂薄膜12上旋涂光刻胶，利用纳米压印技术或者光刻技术将SiO₂薄膜12制成特定图形，以使刻蚀区域显露出部分蓝宝石衬底11。

S3、在表面规则分布大量微尺寸SiO₂薄膜的蓝宝石衬底11上采用MOCVD（金属有机化合物化学气相沉淀）或者PVD（物理气相沉积）蒸镀上一层AlN薄膜作为第一填平层131，第一填平层覆盖SiO₂薄膜。

S4、在上述第一填平层131上采用MOCVD生长GaN层作为第二填平层132，将第一填平层填平。第二填平层132为低压生长，GaN在低压条件下偏向于二维生长，从而能够将第一填平层以及凹凸不平的SiO₂薄膜覆盖，并且生长出平坦的表层结构。

S5、在第二填平层132上依次生长n型氮化物层14，InGaN/GaN超晶格应力释放层15，InGaN/GaN多量子阱层16，电子阻挡层17，p型氮化物层18。

为清楚说明本发明实施例提供的制备方法，本发明以下将以实施例二至四进行具体说明。

实施例二

如图1所示，本实施例中提供一种倒装LED外延结构制备方法，包括步骤S21-S25。

S21、将蓝宝石衬底11置于PECVD（等离子体化学气相沉积）中，设备在SiH₄和O₂气体中起辉放电形成等离子体，沉积一层2000nmSiO₂。

S22、采用匀胶机旋涂光刻胶，控制光刻胶厚度在2000nm，利用光刻机对带有光刻胶的衬底11进行曝光。曝光完成后，用显影液对曝光后的带胶蓝宝石衬底11显影，清洗甩干后将其放入烘烤箱中烘干。

将光刻完成的衬底11在刻蚀机中刻蚀，刻蚀气体为BCl₃。在刻出SiO₂的图形后，继续刻蚀，直至显露出SiO₂下面的蓝宝石基座，可通过控制刻蚀深度来控制显露出的蓝宝石面积，最终得到了SiO₂复合衬底。位于蓝宝石衬底11上的微尺寸SiO₂薄膜可以为圆锥形、半球形或者多边锥形，微尺寸SiO₂薄膜的高度为2000nm，底部直径为2900nm。

S23、将SiO₂复合衬底置于MOCVD（金属有机物化学气相沉积）中，采用高纯度氮气作为载气将反应物三甲基铝和氨气带入反应室中，然后在裸露的部分衬底11和SiO₂薄膜之上生长AlN第一填平层131，在一些其他可选实施例中，第一填平层131也可为AlN和AlGaN材料叠加层或AlN/AlGaN多周期超晶格层等包含AlN材料的填平层。第一填平层的厚度为30nm，生长温度为810℃。也可将SiO₂复合衬底置于PVD（物理气相沉积）中镀AlN。采用PVD镀AlN可以减少LED在MOCVD中的外延生长时间，且膜层均匀，在PVD中镀好AlN第一填平层后需转移至MOCVD中继续后续外延层的生长。

S24、将生长完AlN第一填平层的SiO₂复合衬底至于MOCVD中，采用高纯度氮气和氢气作为载气将反应物三甲基镓和氨气带入反应室中，然后在AlN第一填平层131之上生长GaN第二填平层132，第二填平层132的厚度为3000nm，生长温度为1100℃，采用低压生长，生长压力为150torr，直至第二填平层生长完全覆盖第一填平层，且生长出平坦的平面。

S25、在第二填平层132上依次生长n型氮化物层14，InGaN/GaN超晶格应力释放层15，InGaN/GaN多量子阱层16，电子阻挡层17，p型氮化物层18.

具体的，在上述第二填平层132上采用MOCVD生长一层n型氮化物层14，n型氮化物层14的掺杂组分可为固定的；也可以分段生长，即每段掺入不同含量的n型掺杂物。

在上述n型氮化物层14上生长一层InGaN/GaN超晶格应力释放层15。该层既可以释放因晶格失配产生的应力，也是V-pits（V形坑）的起始生长层，而V-pits（V形坑）具有调节电子空穴分布的作用。

在上述InGaN/GaN超晶格应力释放层15上生长一层InGaN/GaN多量子阱层16，该层为电子空穴发生辐射复合释放出光子的区域。

在上述InGaN/GaN多量子阱层16上生长一层电子阻挡层17。

在上述电子阻挡层17上生长一层p型氮化物层18，p型氮化物层18的掺杂组分可为固定的；也可以分段生长，即每段掺入不同含量的p型掺杂物。

需要说明的是，SiO₂在衬底11表面表现为凸起，造成衬底11表面凹凸不平，影响后续外延层的生长，因此需在SiO₂薄膜上生长一层较厚的GaN作为第二填平层132，以将微尺寸SiO₂薄膜覆盖，并能够在平坦的第二填平层132上生长n型氮化物层14等外延结构。

需要说明的是，因GaN第二填平层132与蓝宝石之间的晶格失配和热适配较大，且GaN第二填平层132在SiO₂上不能成核生长，因此在生长GaN第二填平层132之前，需在SiO₂上生长第一填平层131，以减少GaN与蓝宝石之间的晶格失配和热适配，并使得第二填平层132能够在衬底11上成核生长。

综上，本发明上述实施例当中的一种倒装LED外延结构制备方法，包括衬底和均匀分散在所述衬底上SiO₂薄膜，通过在SiO₂薄膜上生长第一填平层，减少GaN与蓝宝石之间的晶格失配和热适配，并在第一填平层上横向生长第二填平层，以填平微尺寸SiO₂薄膜，形成平坦的表面，使得后续外延层生长同样平坦，提高了晶体质量。

实施例三

如图1所示，本实施例中提供一种倒装LED外延结构制备方法，包括步骤S31-S35。

S31、将蓝宝石衬底11置于PECVD（等离子体化学气相沉积）中，设备在SiH₄和O₂气体中起辉放电形成等离子体，沉积一层1000nmSiO₂.

S32、采用匀胶机旋涂光刻胶，控制光刻胶厚度在2000nm，利用光刻机对带有光刻胶的衬底11进行曝光。曝光完成后，用显影液对曝光后的带胶蓝宝石衬底11显影，清洗甩干后将其放入烘烤箱中烘干。

将光刻完成的衬底11在刻蚀机中刻蚀，刻蚀气体为BCl₃。在刻出SiO₂的图形后，继续刻蚀，直至显露出SiO₂下面的蓝宝石基座，可通过控制刻蚀深度来控制显露出的蓝宝石面积，最终得到了SiO₂复合衬底。位于蓝宝石衬底11上的微尺寸SiO₂薄膜可以为圆锥形、半球形或者多边锥形，微尺寸SiO₂薄膜的高度为1000nm，底部直径为2000nm。

S33、将SiO₂复合衬底置于MOCVD（金属有机物化学气相沉积）中，采用高纯度氮气作为载气将反应物三甲基铝和氨气带入反应室中，然后在裸露的部分衬底11和SiO₂薄膜之上生长AlN第一填平层131，在一些其他可选实施例中，第一填平层131也可为AlN和AlGaN材料叠加层或AlN/AlGaN多周期超晶格层等包含AlN材料的填平层。第一填平层的厚度为10nm，生长温度为700℃。也可将SiO₂复合衬底置于PVD（物理气相沉积）中镀AlN。采用PVD镀AlN可以减少LED在MOCVD中的外延生长时间，且膜层均匀，在PVD中镀好AlN第一填平层后需转移至MOCVD中继续后续外延层的生长。

S34、将生长完AlN第一填平层的SiO₂复合衬底至于MOCVD中，采用高纯度氮气和氢气作为载气将反应物三甲基镓和氨气带入反应室中，然后在AlN第一填平层131之上生长GaN第二填平层132，第二填平层132的厚度为4000nm，生长温度为1200℃，采用低压生长，生长压力为400torr，直至第二填平层生长完全覆盖第一填平层，且生长出平坦的平面。

S35、在第二填平层132上依次生长n型氮化物层14，InGaN/GaN超晶格应力释放层15，InGaN/GaN多量子阱层16，电子阻挡层17，p型氮化物层18.

具体的，在上述第二填平层132上采用MOCVD生长一层n型氮化物层14，n型氮化物层14的掺杂组分可为固定的；也可以分段生长，即每段掺入不同含量的n型掺杂物。

在上述n型氮化物层14上生长一层InGaN/GaN超晶格应力释放层15。该层既可以释放因晶格失配产生的应力，也是V-pits（V形坑）的起始生长层，而V-pits（V形坑）具有调节电子空穴分布的作用。

在上述InGaN/GaN超晶格应力释放层15上生长一层InGaN/GaN多量子阱层16，该层为电子空穴发生辐射复合释放出光子的区域。

在上述InGaN/GaN多量子阱层16上生长一层电子阻挡层17。

在上述电子阻挡层17上生长一层p型氮化物层18，p型氮化物层18的掺杂组分可为固定的；也可以分段生长，即每段掺入不同含量的p型掺杂物。

需要说明的是，SiO₂在衬底11表面表现为凸起，造成衬底11表面凹凸不平，影响后续外延层的生长，因此需在SiO₂薄膜上生长一层较厚的GaN作为第二填平层132，以将微尺寸SiO₂薄膜覆盖，并能够在平坦的第二填平层132上生长n型氮化物层14等外延结构。

需要说明的是，因GaN第二填平层132与蓝宝石之间的晶格失配和热适配较大，且GaN第二填平层132在SiO₂上不能成核生长，因此在生长GaN第二填平层132之前，需在SiO₂上生长第一填平层131，以减少GaN与蓝宝石之间的晶格失配和热适配，并使得第二填平层132能够在衬底11上成核生长。

综上，本发明上述实施例当中的一种倒装LED外延结构制备方法，包括衬底和均匀分散在所述衬底上SiO₂薄膜，通过在SiO₂薄膜上生长第一填平层，减少GaN与蓝宝石之间的晶格失配和热适配，并在第一填平层上横向生长第二填平层，以填平微尺寸SiO₂薄膜，形成平坦的表面，使得后续外延层生长同样平坦，提高了晶体质量。

实施例四

如图1所示，本实施例中提供一种倒装LED外延结构制备方法，包括步骤S41-S45。

S41、将蓝宝石衬底11置于PECVD（等离子体化学气相沉积）中，设备在SiH₄和O₂气体中起辉放电形成等离子体，沉积一层3000nmSiO₂.

S42、采用匀胶机旋涂光刻胶，控制光刻胶厚度在2000nm，利用光刻机对带有光刻胶的衬底11进行曝光。曝光完成后，用显影液对曝光后的带胶蓝宝石衬底11显影，清洗甩干后将其放入烘烤箱中烘干。

将光刻完成的衬底11在刻蚀机中刻蚀，刻蚀气体为BCl₃。在刻出SiO₂的图形后，继续刻蚀，直至显露出SiO₂下面的蓝宝石基座，可通过控制刻蚀深度来控制显露出的蓝宝石面积，最终得到了SiO₂复合衬底。位于蓝宝石衬底11上的微尺寸SiO₂薄膜可以为圆锥形、半球形或者多边锥形，微尺寸SiO₂薄膜的高度为3000nm，底部直径为4000nm。

S43、将SiO₂复合衬底置于MOCVD（金属有机物化学气相沉积）中，采用高纯度氮气作为载气将反应物三甲基铝和氨气带入反应室中，然后在裸露的部分衬底11SiO₂薄膜之上生长AlN第一填平层131，在一些其他可选实施例中，第一填平层131也可为AlN和AlGaN材料叠加层或AlN/AlGaN多周期超晶格层等包含AlN材料的填平层。第一填平层的厚度为40nm，生长温度为900℃。也可将SiO₂复合衬底置于PVD（物理气相沉积）中镀AlN。采用PVD镀AlN可以减少LED在MOCVD中的外延生长时间，且膜层均匀，在PVD中镀好AlN第一填平层后需转移至MOCVD中继续后续外延层的生长。

S44、将生长完AlN第一填平层的SiO₂复合衬底至于MOCVD中，采用高纯度氮气和氢气作为载气将反应物三甲基镓和氨气带入反应室中，然后在AlN第一填平层131之上生长GaN第二填平层132，第二填平层132的厚度为2000nm，生长温度为1000℃，采用低压生长，生长压力为100torr，直至第二填平层生长完全覆盖第一填平层，且生长出平坦的平面。

S45、在第二填平层132上依次生长n型氮化物层14，InGaN/GaN超晶格应力释放层15，InGaN/GaN多量子阱层16，电子阻挡层17，p型氮化物层18.

具体的，在上述第二填平层132上采用MOCVD生长一层n型氮化物层14，n型氮化物层14的掺杂组分可为固定的；也可以分段生长，即每段掺入不同含量的n型掺杂物。

在上述n型氮化物层14上生长一层InGaN/GaN超晶格应力释放层15。该层既可以释放因晶格失配产生的应力，也是V-pits（V形坑）的起始生长层，而V-pits（V形坑）具有调节电子空穴分布的作用。

在上述InGaN/GaN超晶格应力释放层15上生长一层InGaN/GaN多量子阱层16，该层为电子空穴发生辐射复合释放出光子的区域。

在上述InGaN/GaN多量子阱层16上生长一层电子阻挡层17。

在上述电子阻挡层17上生长一层p型氮化物层18，p型氮化物层18的掺杂组分可为固定的；也可以分段生长，即每段掺入不同含量的p型掺杂物。

需要说明的是，SiO₂在衬底11表面表现为凸起，造成衬底11表面凹凸不平，影响后续外延层的生长，因此需在SiO₂薄膜上生长一层较厚的GaN作为第二填平层132，以将微尺寸SiO₂薄膜覆盖，并能够在平坦的第二填平层132上生长n型氮化物层14等外延结构。

需要说明的是，因GaN第二填平层132与蓝宝石之间的晶格失配和热适配较大，且GaN第二填平层132在SiO₂上不能成核生长，因此在生长GaN第二填平层132之前，需在SiO₂薄膜上生长第一填平层131，以减少GaN与蓝宝石之间的晶格失配和热适配，并使得第二填平层132能够在衬底11上成核生长。

综上，本发明上述实施例当中的一种倒装LED外延结构制备方法，包括衬底和均匀分散在所述衬底上SiO₂薄膜，通过在SiO₂薄膜上生长第一填平层，减少GaN与蓝宝石之间的晶格失配和热适配，并在第一填平层上横向生长第二填平层，以填平微尺寸SiO₂薄膜，形成平坦的表面，使得后续外延层生长同样平坦，提高了晶体质量。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种倒装LED外延结构，其特征在于，包括从下至上依次设置的衬底、SiO₂薄膜以及n型氮化物层，所述倒装LED外延结构还包括设于所述SiO₂薄膜与所述n型氮化物层之间的衬底图形填平层；

所述衬底图形填平层包括第一填平层和第二填平层，所述第一填平层覆盖在所述SiO₂薄膜上，所述第二填平层覆盖在所述第一填平层上、且设于所述第一填平层与所述n型氮化物层之间。

2.根据权利要求1所述的倒装LED外延结构，其特征在于，所述第一填平层为AlN、AlN和AlGaN材料叠加层或AlN/AlGaN多周期超晶格层。

3.根据权利要求1所述的倒装LED外延结构，其特征在于，所述第二填平层为GaN层。

4.根据权利要求1所述的倒装LED外延结构，其特征在于，所述第一填平层的厚度为10nm-40nm，所述第二填平层的厚度为2000nm-4000nm。

5.一种倒装LED外延结构制备方法，其特征在于，所述方法包括：

在衬底上沉积一层SiO₂薄膜，并在所述SiO₂薄膜上旋涂光刻胶；

在旋涂有光刻胶的SiO₂薄膜上进行刻蚀，以使刻蚀区域显露出衬底；

在所述SiO₂薄膜上生长第一填平层；

在所述第一填平层上横向生长第二填平层，以使所述第二填平层覆盖所述第一填平层，

在所述第二填平层上生长n型氮化物层，所述第二填平层位于所述第一填平层与所述n型氮化物层之间。

6.根据权利要求5所述的倒装LED外延结构制备方法，其特征在于，所述第一填平层为AlN、AlN和AlGaN材料叠加层或AlN/AlGaN多周期超晶格层；所述第二填平层为GaN层。

7.根据权利要求5所述的倒装LED外延结构制备方法，其特征在于，所述在所述SiO₂薄膜上生长第一填平层的步骤包括：

在所述SiO₂薄膜上蒸镀AlN为第一填平层，所述第一填平层的生长厚度为10nm-40nm，生长温度为700℃-900℃。

8.根据权利要求5所述的倒装LED外延结构制备方法，其特征在于，所述在所述第一填平层上横向生长第二填平层的步骤包括：

在所述第一填平层上蒸镀GaN作为第二填平层，所述第二填平层的生长厚度为2000nm-4000nm，生长压力为100torr-400torr，生长温度为1000℃-1200℃。

9.根据权利要求7所述的倒装LED外延结构制备方法，其特征在于，所述AlN第一填平层的生长厚度为30nm，生长温度为810℃。

10.根据权利要求8所述的倒装LED外延结构制备方法，其特征在于，所述第二填平层的生长温度为1100℃，生长压力为150torr，生长厚度为3000nm。

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