發(fā)光二極管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管，其包括：一基底；一有源層，該有源層包括一第一半導(dǎo)體層、一活性層以及一第二半導(dǎo)體層；一第一電極與所述第一半導(dǎo)體層電連接；一第二電極與所述第二半導(dǎo)體層電連接；進一步包括一第三光學(xué)對稱層設(shè)置于所述第二半導(dǎo)體層遠離基底的表面并接觸設(shè)置；一金屬層設(shè)置于所述第三光學(xué)對稱層遠離基底的表面并接觸設(shè)置；一第四光學(xué)對稱層設(shè)置于所述金屬層遠離基底的表面并接觸設(shè)置；一第一光學(xué)對稱層設(shè)置于所述第四光學(xué)對稱層遠離基底的表面并接觸設(shè)置；以及一第二光學(xué)對稱層設(shè)置于所述第一光學(xué)對稱層遠離基底的表面。
【專利說明】發(fā)光二極管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管。
【背景技術(shù)】
[0002]由氮化鎵半導(dǎo)體材料制成的高效藍光、綠光和白光發(fā)光二極管具有壽命長、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，來自活性層的近場倏逝光波在向外輻射的過程中均由于迅速衰減而無法出射，從而被限制在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，被半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)內(nèi)的材料完全吸收，影響了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的出光率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]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。
[0005]一種發(fā)光二極管，其包括:一基底；一有源層，該有源層包括一第一半導(dǎo)體層、一活性層以及一第二半導(dǎo)體層依次層疊設(shè)置于所述基底的一表面，且所述第一半導(dǎo)體層靠近基底設(shè)置；一第一電極與所述第一半導(dǎo)體層電連接；一第二電極與所述第二半導(dǎo)體層電連接；一第三光學(xué)對稱層設(shè)置于所述第二半導(dǎo)體層遠離基底的一側(cè)，所述第三光學(xué)對稱層的折射率的范圍為1.2至1.5 ;—金屬層設(shè)置于所述第三光學(xué)對稱層遠離基底的一側(cè)；一第四光學(xué)對稱層設(shè)置于所述金屬層遠離基底的一側(cè)，所述第四光學(xué)對稱層的折射率的范圍為1.2至1.5 ;—第一光學(xué)對稱層設(shè)置于所述第四光學(xué)對稱層遠離基底的一側(cè)，所述第一光學(xué)對稱層的折射率Ii1與所述緩沖層和有源層的整體的等效折射率112的差值A(chǔ)n1小于等于0.3,其中An1=In1-1i2I ;以及一第二光學(xué)對稱層設(shè)置于所述第一光學(xué)對稱層遠離基底的表面，第二光學(xué)對稱層的折射率n3與基底的折射率n4之差A(yù)n2小于等于0.1,其中An2= I n3-n41。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的發(fā)光二極管具有以下有益效果:由活性層產(chǎn)生的近場倏逝波到達金屬層后，在金屬層的作用下近場倏逝波被放大并轉(zhuǎn)換成為金屬等離子體，金屬等離子體被金屬層散射，從而向周圍傳播，由于發(fā)光二極管以金屬層為對稱中心，位于金屬層兩側(cè)對稱位置的兩元件的折射率相近，因此，該對稱結(jié)構(gòu)可改變金屬等離子體的場分布，使得金屬等離子體均勻地向金屬層的上下兩側(cè)均勻傳播，金屬等離子體經(jīng)由第二光學(xué)對稱層和基底均勻出射?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明第一實施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2為本發(fā)明第二實施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖3為本發(fā)明第三實施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖4為本發(fā)明第四實施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖5為本發(fā)明第五實施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖6為圖5中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中形成有三維納米結(jié)構(gòu)的第二半導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖7為圖5中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中形成有三維納米結(jié)構(gòu)的第二半導(dǎo)體層的掃描電鏡示意圖。
[0014]圖8為本發(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9為本發(fā)明第七實施例提供的圖8中的發(fā)光二極管的制備方法的工藝流程圖。
[0016]圖10為本發(fā)明第九實施例提供的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖11為本發(fā)明第十一實施例提供的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖12為本發(fā)明第十二實施例提供的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖13為本發(fā)明第十四實施例提供的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖14為本發(fā)明第十六實施例提供的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖15為本發(fā)明第十七實施例提供的太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖16為本發(fā)明第十八實施例提供的波導(dǎo)管的橫截面示意圖。
[0023]主要元件符號說明
導(dǎo)體結(jié)構(gòu) —
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光二極管，其包括: 一基底; 一有源層，該有源層包括一第一半導(dǎo)體層、一活性層以及一第二半導(dǎo)體層依次層疊設(shè)置于所述基底的一表面，且所述第一半導(dǎo)體層靠近基底設(shè)置； 一第一電極與所述第一半導(dǎo)體層電連接； 一第二電極與所述第二半導(dǎo)體層電連接； 其特征在于:進一步包括 一第三光學(xué)對稱層設(shè)置于所述第二半導(dǎo)體層遠離基底的表面并接觸設(shè)置，所述第三光學(xué)對稱層的折射率的范圍為1.2至1.5 ; 一金屬層設(shè)置于所述第三光學(xué)對稱層遠離基底的表面并接觸設(shè)置； 一第四光學(xué)對稱層設(shè)置于所述金屬層遠離基底的表面并接觸設(shè)置，所述第四光學(xué)對稱層的折射率的范圍為1.2至1.5 ; 一第一光學(xué)對稱層設(shè)置于所述第四光學(xué)對稱層遠離基底的表面并接觸設(shè)置，所述第一光學(xué)對稱層的折射率I i1與所述緩沖層和有源層的整體的等效折射率n2的差值A(chǔ)n1小于等于 0.3,其中 An1=In1-1i2I ;以及 一第二光學(xué)對稱層設(shè)置于所述第一光學(xué)對稱層遠離基底的表面，第二光學(xué)對稱層的折射率n3與基底的折射率n4之差A(yù)n2小于等于0.1,其中Δη2=|η3_η4|。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述金屬層的材料為金、銀、鋁、銅、金銀合金、金招合金或銀招合金。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第三光學(xué)對稱層的折射率與第四光學(xué)對稱層的折射率一致。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第三光學(xué)對稱層及所述第四光學(xué)對稱層分別由二氧化硅、氟化鎂、氟化鋰或三氧化二釔構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第三光學(xué)對稱層及所述第四光學(xué)對稱層的厚度分別為5納米至40納米。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第一光學(xué)對稱層的折射率的值的范圍為2.0至3.5。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第一光學(xué)對稱層的材料為二氧化鈦、氧化鉿、氧化鋯或者聚酰亞胺。
8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第一光學(xué)對稱層的厚度與有源層的整體厚度一致。
9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第二光學(xué)對稱層的材料與基底的材料一致。
10.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第二光學(xué)對稱層的厚度為30納米至80納米。
11.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，進一步包括多個三維納米結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述第一半導(dǎo)體層、活性層、第二半導(dǎo)體層、第三光學(xué)對稱層、金屬層、第四光學(xué)對稱層、第一光學(xué)對稱層或第二光學(xué)對稱層的表面。
12.如權(quán)利要求11所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述多個三維納米結(jié)構(gòu)并排延伸，每一所述三維納米結(jié)構(gòu)包括一第一凸棱及一第二凸棱，所述第一凸棱與第二凸棱并排延伸，相鄰的第一凸棱與第二凸棱之間具有一第一凹槽，相鄰的三維納米結(jié)構(gòu)之間形成第二凹槽，所述第一凹槽的深度小于第二凹槽的深度。
13.如權(quán)利要求11所述的發(fā)光二極管，其特征在于，每個三維納米結(jié)構(gòu)沿其延伸方向上的橫截面為 M形。
【文檔編號】H01L33/06GK103474535SQ201210185725
【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】張淏酥, 朱鈞, 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