發(fā)光二極管的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管的制備方法，其包括以下步驟：提供一基底，該基底具有一外延生長(zhǎng)面；在基底的外延生長(zhǎng)面依次外延生長(zhǎng)一第一半導(dǎo)體層、一活性層以及一第二半導(dǎo)體層；在所述第二半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離基底的表面設(shè)置一第一光學(xué)對(duì)稱層；在所述第一光學(xué)對(duì)稱層遠(yuǎn)離基底的表面設(shè)置一金屬等離子體產(chǎn)生層；在所述金屬等離子體產(chǎn)生層遠(yuǎn)離基底的表面形成一第二光學(xué)對(duì)稱層；去除所述基底，暴露出所述第一半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離活性層的表面；設(shè)置一第一電極覆蓋所述第一半導(dǎo)體層暴露的表面；以及設(shè)置一第二電極與第二半導(dǎo)體層電連接。
【專利說(shuō)明】發(fā)光二極管的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由氮化鎵半導(dǎo)體材料制成的高效藍(lán)光、綠光和白光發(fā)光二極管具有壽命長(zhǎng)、節(jié)能、綠色環(huán)保等顯著特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于大屏幕彩色顯示、汽車照明、交通信號(hào)、多媒體顯示和光通訊等領(lǐng)域，特別是在照明領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展?jié)摿Α?br> [0003]傳統(tǒng)的發(fā)光二極管通常包括一基底、N型半導(dǎo)體層、P型半導(dǎo)體層、設(shè)置在N型半導(dǎo)體層與P型半導(dǎo)體層之間的活性層、設(shè)置在P型半導(dǎo)體層上的P型電極(通常為透明電極)以及設(shè)置在N型半導(dǎo)體層上的N型電極。所述N型半導(dǎo)體層、活性層以及P型半導(dǎo)體層依次層疊設(shè)置在基底表面。所述P型半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離基底的表面作為發(fā)光二極管的出光面。發(fā)光二極管處于工作狀態(tài)時(shí)，在P型半導(dǎo)體層與N型半導(dǎo)體層上分別施加正、負(fù)電壓，這樣，存在于P型半導(dǎo)體層中的空穴與存在于N型半導(dǎo)體層中的電子在活性層中發(fā)生復(fù)合而產(chǎn)生光，光從發(fā)光二極管中射出。
[0004]然而，由于現(xiàn)有方法中制備的發(fā)光二極管中，來(lái)自活性層的近場(chǎng)倏逝光波(衰減距離小于20納米的波)在向外輻射的過(guò)程中均由于迅速衰減而無(wú)法出射，從而被限制在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，直至被發(fā)光二極管內(nèi)的材料完全吸收，影響了發(fā)光二極管的出光率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]綜上所述，確有必要提供一種光取出效率較高的發(fā)光二極管的制備方法。
[0006]一種發(fā)光二極管的制備方法，其包括以下步驟:提供一基底，該基底具有一外延生長(zhǎng)面；在基底的外延生長(zhǎng)面依次外延生長(zhǎng)一第一半導(dǎo)體層、一活性層以及一第二半導(dǎo)體層；在所述第二半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離基底的表面設(shè)置一第一光學(xué)對(duì)稱層；在所述第一光學(xué)對(duì)稱層遠(yuǎn)離基底的表面設(shè)置一金屬等離子體產(chǎn)生層；在所述金屬等離子體產(chǎn)生層遠(yuǎn)離基底的表面形成一第二光學(xué)對(duì)稱層；去除所述基底，暴露出所述第一半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離活性層的表面；設(shè)置一第一電極覆蓋所述第一半導(dǎo)體層暴露的表面；以及設(shè)置一第二電極與第二半導(dǎo)體層電連接。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的制備方法所制備得到的發(fā)光二極管在工作過(guò)程中，由活性層產(chǎn)生的近場(chǎng)倏逝波到達(dá)金屬等離子體產(chǎn)生層后，在金屬等離子體產(chǎn)生層的作用下產(chǎn)生金屬等離子體，金屬等離子體向周圍傳播并耦合成出射光，如此，可使活性層中的近場(chǎng)倏逝波出射，并成為可見(jiàn)光，從而提高了出光率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。[0011]圖4為圖3所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中三維納米結(jié)構(gòu)陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖5為圖3所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中三維納米結(jié)構(gòu)陣列的掃描電鏡照片。
[0013]圖6為圖4所示三維納米結(jié)構(gòu)陣列沿V1-VI線的剖面圖。
[0014]圖7為本發(fā)明第四實(shí)施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖8為本發(fā)明第五實(shí)施例提供的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖9為本發(fā)明第六實(shí)施例提供的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖10為本發(fā)明第六實(shí)施例提供的發(fā)光二極管與【背景技術(shù)】中發(fā)光二極管的光激發(fā)效率的對(duì)比示意圖。
[0018]圖11為本發(fā)明第七實(shí)施例提供的發(fā)光二極管的制備方法的工藝流程圖。
[0019]圖12為本發(fā)明第八實(shí)施例提供的發(fā)光二極管的制備方法的工藝流程圖。
[0020]主要元件符號(hào)說(shuō)明
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光二極管的制備方法，其包括以下步驟: 提供一基底，該基底具有一外延生長(zhǎng)面； 在基底的外延生長(zhǎng)面依次外延生長(zhǎng)一第一半導(dǎo)體層、一活性層以及一第二半導(dǎo)體層； 在所述第二半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離基底的表面設(shè)置一第一光學(xué)對(duì)稱層； 在所述第一光學(xué)對(duì)稱層遠(yuǎn)離基底的表面設(shè)置一金屬等離子體產(chǎn)生層； 在所述金屬等離子體產(chǎn)生層遠(yuǎn)離基底的表面形成一第二光學(xué)對(duì)稱層； 去除所述基底，暴露出所述第一半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離活性層的表面； 設(shè)置一第一電極覆蓋所述第一半導(dǎo)體層暴露的表面；以及 設(shè)置一第二電極與第二半導(dǎo)體層電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，所述金屬等離子體產(chǎn)生層的材料為金屬或金屬陶瓷。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，所述金屬等離子體產(chǎn)生層的制備方法為蒸鍍或?yàn)R射。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，所述金屬陶瓷層的厚度為10納米至30納米。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，在設(shè)置第一光學(xué)對(duì)稱層之前進(jìn)一步包括在第二 半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離活性層的表面形成多個(gè)三維納米結(jié)構(gòu)的步驟。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，所述三維納米結(jié)構(gòu)的形成方法包括以下步驟: 在所述第二半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離基底的表面設(shè)置一圖案化的掩模層，所述圖案化的掩模層包括多個(gè)條形凸起結(jié)構(gòu)并排延伸，相鄰的條形凸起結(jié)構(gòu)之間形成一溝槽，所述第二半導(dǎo)體層通過(guò)該溝槽暴露出來(lái)； 刻蝕所述第二半導(dǎo)體層，在所述第二半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離基底的表面形成多個(gè)凹槽，使所述掩模層中相鄰的多個(gè)條形凸起結(jié)構(gòu)依次兩兩閉合；以及， 去除所述掩模層，在所述第二半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離基底的表面形成多個(gè)三維納米結(jié)構(gòu)，從而形成一圖案化的表面。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，所述刻蝕第二半導(dǎo)體層的過(guò)程中，掩模層中相鄰兩個(gè)條形凸起結(jié)構(gòu)的頂端逐漸靠在一起，使所述多個(gè)條形凸起結(jié)構(gòu)依次兩兩閉合，在所述相鄰兩個(gè)條形凸起結(jié)構(gòu)閉合的過(guò)程中，對(duì)應(yīng)閉合位置處的第一半導(dǎo)體層被刻蝕的速度小于未閉合位置處第二半導(dǎo)體層被刻蝕的速度。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，在所述閉合的兩個(gè)條形凸起結(jié)構(gòu)之間的第二半導(dǎo)體層表面形成一第一凹槽，未閉合的相鄰的兩個(gè)條形凸起結(jié)構(gòu)之間的第二半導(dǎo)體層表面形成一第二凹槽，且所述第一凹槽的深度小于第二凹槽的深度，形成所述三維納米結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，在所述多個(gè)三維納米結(jié)構(gòu)的表面形成所述第一光學(xué)對(duì)稱層，且所述第一光學(xué)對(duì)稱層的起伏趨勢(shì)與所述三維納米結(jié)構(gòu)的起伏趨勢(shì)相同。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，所述金屬等離子體產(chǎn)生層以及第二光學(xué)對(duì)稱層依次形成于第一光學(xué)對(duì)稱層的表面，且所述金屬等離子體產(chǎn)生層以及第二光學(xué)對(duì)稱層的起伏趨勢(shì)分別與所述三維納米結(jié)構(gòu)相同。
11.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，在所述多個(gè)三維納米結(jié)構(gòu)的表面形成所述第一光學(xué)對(duì)稱層，且所述第一光學(xué)對(duì)稱層遠(yuǎn)離第二半導(dǎo)體層的表面形成一平面。
12.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，在生長(zhǎng)活性層之前進(jìn)一步包括一在所述第一半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離基底的表面形成多個(gè)三維納米結(jié)構(gòu)的步驟。
13.如權(quán)利 要求1所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，進(jìn)一步包括一在所述暴露的第一半導(dǎo)體層表面形成一反射層的步驟，所述反射層設(shè)置于第一半導(dǎo)體層及第一電極之間。
【文檔編號(hào)】H01L33/00GK103474521SQ201210185685
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月7日
【發(fā)明者】朱鈞, 張淏酥, 朱振東, 李群慶, 金國(guó)藩, 范守善 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司