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：步驟a：提供一基底，該基底具有一外延生長面；步驟b：在基底的外延生長面外延生長一第一半導(dǎo)體層、一活性層以及一第二半導(dǎo)體層，且所述第一半導(dǎo)體層、所述活性層以及所述第二半導(dǎo)體層依次層疊生長；步驟c：形成一金屬陶瓷層，其形成于所述第二半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離基底的一側(cè)；步驟d：形成一第一電極及一第二電極，使第一電極與所述第一半導(dǎo)體層電連接，使第二電極與所述第二半導(dǎo)體層電連接。
【專利說明】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，尤其涉及橫向結(jié)構(gòu)的發(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、綠光和白光半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)具有壽命長、節(jié)能、綠色環(huán)保等顯著特點，已被廣泛應(yīng)用于大屏幕彩色顯示、汽車照明、交通信號、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，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。然而，由于半導(dǎo)體的折射率大于空氣的折射率，來自活性層的近場倏逝光波大部分被限制在發(fā)光二極管的內(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】

[0004]有鑒于此，確有必要提供一光取出效率較高的發(fā)光二極管的制備方法。
[0005]一種發(fā)光二極管的制備方法，其包括以下步驟:步驟a:提供一基底，該基底具有一外延生長面；步驟b:在基底的外延生長面外延生長一第一半導(dǎo)體層、一活性層以及一第二半導(dǎo)體層，且所述第一半導(dǎo)體層、所述活性層以及所述第二半導(dǎo)體層依次層疊生長；步驟c:形成一金屬陶瓷層，其形成于所述第二半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離基底的一側(cè)；步驟d:形成一第一電極及一第二電極，使第一電極與所述第一半導(dǎo)體層電連接，使第二電極與所述第二半導(dǎo)體層電連接。
[0006]一種發(fā)光二極管的制備方法，其包括以下步驟:步驟a:提供一基底，該基底具有一外延生長面；步驟b:在基底的外延生長面外延生長一第一半導(dǎo)體層、一活性層以及一第二半導(dǎo)體層，且所述第一半導(dǎo)體層、所述活性層以及所述第二半導(dǎo)體層依次層疊生長；步驟c:形成一保護(hù)層于所述第二半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離基底的表面及形成一金屬陶瓷層于所述保護(hù)層遠(yuǎn)離基底的表面；步驟d:形成一第一電極及一第二電極，使第一電極與所述第一半導(dǎo)體層電連接，使第二電極與所述第二半導(dǎo)體層電連接。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的發(fā)光二極管的制備方法中，第二半導(dǎo)體層的遠(yuǎn)離活性層的表面形成了金屬陶瓷層，由活性層產(chǎn)生的近場倏逝波到達(dá)金屬陶瓷層后，在金屬陶瓷層的作用下產(chǎn)生金屬等離子體，金屬等離子體向周圍傳播并經(jīng)由金屬陶瓷層出射成為出射光，如此，可使活性層中的近場倏逝波出射，并耦合成為可見光。故，本發(fā)明發(fā)光二極管的制備方法的得到的發(fā)光二極管的光取出效率高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明第一實施例提供的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2為圖1所示發(fā)光二極管的增強(qiáng)因子和頻率的關(guān)系圖。
[0010]圖3為圖1所示發(fā)光二極管的制備工藝流程圖。
[0011]圖4是本發(fā)明第三實施例提供的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖5是圖4所示發(fā)光二極管的制備工藝流程圖。
[0013]圖6是本發(fā)明第五實施例提供的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖7是本發(fā)明第六實施例提供的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖8是圖7所示發(fā)光二極管的三維納米結(jié)構(gòu)的第二半導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖9為圖7所示發(fā)光二極管的形成有三維納米結(jié)構(gòu)的第二半導(dǎo)體層的掃描電鏡示意圖。
[0017]圖10是本發(fā)明第八實施例提供的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]主要元件符號說明
【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: 步驟a:提供一基底，該基底具有一外延生長面； 步驟b:在基底的外延生長面外延生長一第一半導(dǎo)體層、一活性層以及一第二半導(dǎo)體層，且所述第一半導(dǎo)體層、所述活性層以及所述第二半導(dǎo)體層依次層疊生長； 步驟C:形成一金屬陶瓷層，其形成于所述第二半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離基底的一側(cè)； 步驟d:形成一第一電極及一第二電極，使第一電極與所述第一半導(dǎo)體層電連接，使第二電極與所述第二半導(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，所述金屬陶瓷層為金屬材料和電介質(zhì)材料的復(fù)合材料。
3.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，所述金屬材料為金、銀、鋁、銅、金銀合金、金鋁合金或銀鋁合金。
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，所述電介質(zhì)材料包括二氧化硅、硅以及陶瓷材料中的一種。
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，所述金屬陶瓷層為銀和二氧化硅的復(fù)合材料。
6.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，所述步驟c中，所述金屬陶瓷層的制備方法為蒸鍍或濺射。
7.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，所述步驟c中，所述金屬陶瓷層的厚度為10納米至 30納米。
8.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，所述步驟b中，所制備得到的第二半導(dǎo)體層的厚度為5納米至20納米。
9.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，所述步驟b結(jié)束后，所述步驟c進(jìn)行之前進(jìn)一步包括一形成多個三維納米結(jié)構(gòu)于所述第二半導(dǎo)體層的遠(yuǎn)離基底的表面。
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，所述步驟i包括以下階段: 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)體層通過該溝槽暴露出來； 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凹槽，使所述掩模層中相鄰的多個條形凸起結(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M形三維納米結(jié)構(gòu)，從而形成一圖案化的表面。
11.如權(quán)利要求10所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，所述刻蝕所述第二半導(dǎo)體層的過程中，掩模層中相鄰兩個條形凸起結(jié)構(gòu)的頂端逐漸靠在一起，使所述多個條形凸起結(jié)構(gòu)依次兩兩閉合，在所述相鄰兩個條形凸起結(jié)構(gòu)閉合的過程中，對應(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。
12.如權(quán)利要求10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M形三維納米結(jié)構(gòu)。
13.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，所述形成于第二半導(dǎo)體層之上的金屬陶瓷層隨著形成于第二半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離基底的表面的三維納米結(jié)構(gòu)的起伏而起伏。
14.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，所述步驟i結(jié)束后，所述步驟c進(jìn)行之前進(jìn)一步包括一形成一保護(hù)層于所述多個三維納米結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離基底的表面，所述保護(hù)層隨著三維納米結(jié)構(gòu)的起伏而起伏。
15.一種發(fā)光二極管的制備方法，其包括以下步驟: 步驟a:提供一基底，該基底具有一外延生長面； 步驟b:在基底的外延生長面外延生長一第一半導(dǎo)體層、一活性層以及一第二半導(dǎo)體層，且所述第一半導(dǎo)體層、所述活性層以及所述第二半導(dǎo)體層依次層疊生長； 步驟c:形成一保護(hù)層于所述第二半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離基底的表面及形成一金屬陶瓷層于所述保護(hù)層遠(yuǎn)離基底的表面； 步驟d:形成一第一電極及一第二電極，使第一電極與所述第一半導(dǎo)體層電連接，使第二電極與所述第二半導(dǎo) 體層電連接。
【文檔編號】H01L33/00GK103474524SQ201210185717
【公開日】2013年12月25日 申請日期: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, 金國藩, 范守善 申請人:清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司