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面；在基底的外延生長面依次外延生長一第一半導體層、一活性層以及一第二半導體層；在所述第二半導體層遠離基底的表面設置一第一光學對稱層；在所述第一光學對稱層遠離基底的表面設置一金屬等離子體產(chǎn)生層；在所述金屬等離子體產(chǎn)生層遠離基底的表面形成一第二光學對稱層；形成一第一電極與所述第一半導體層電連接；以及，形成一第二電極與所述第二半導體層電連接。
【專利說明】發(fā)光二極管的制備方法
【技術(shù)領域】
[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域，特別是在照明領域具有廣闊的發(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型半導體層、P型半導體層、設置在N型半導體層與P型半導體層之間的活性層、設置在P型半導體層上的P型電極(通常為透明電極)以及設置在N型半導體層上的N型電極。所述N型半導體層、活性層以及P型半導體層依次層疊設置在基底表面。所述P型半導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型半導體層與N型半導體層上分別施加正、負電壓，這樣，存在于P型半導體層中的空穴與存在于N型半導體層中的電子在活性層中發(fā)生復合而產(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，來自活性層的近場倏逝光波(衰減距離小于20納米的波)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]有鑒于此，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面；在基底的外延生長面依次外延生長一第一半導體層、一活性層以及一第二半導體層；在所述第二半導體層遠離基底的表面設置一第一光學對稱層；在所述第一光學對稱層遠離基底的表面設置一金屬等離子體產(chǎn)生層；在所述金屬等離子體產(chǎn)生層遠離基底的表面形成一第二光學對稱層；形成一第一電極與所述第一半導體層電連接；以及，形成一第二電極與所述第二半導體層電連接。
[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)光二極管在工作過程中，由活性層產(chǎn)生的近場倏逝波到達金屬等離子體產(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倏逝波出射，并成為可見光，從而提高了出光率。
【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)光二極管的制備工藝流程圖。
[0010]圖3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。[0011]圖4是圖3所示發(fā)光二極管的具有三維納米結(jié)構(gòu)的第二半導體層的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖5為圖3所示發(fā)光二極管的形成有三維納米結(jié)構(gòu)的第二半導體層的掃描電鏡示意圖。
[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為圖3所示發(fā)光二極管與【背景技術(shù)】中發(fā)光二極管的光激發(fā)效率的對比示意圖。
[0015]圖8為圖3所示發(fā)光二極管的制備工藝流程圖。
[0016]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: 提供一基底，該基底具有一外延生長面； 在基底的外延生長面依次外延生長一第一半導體層、一活性層以及一第二半導體層； 在所述第二半導體層遠離基底的表面設置一第一光學對稱層； 在所述第一光學對稱層遠離基底的表面設置一金屬等離子體產(chǎn)生層； 在所述金屬等離子體產(chǎn)生層遠離基底的表面形成一第二光學對稱層； 形成一第一電極與所述第一半導體層電連接；以及 形成一第二電極與所述第二半導體層電連接。
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濺射。
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，在設置第一光學對稱層之前進一步包括在第二半導體層遠離活性層的表面形成多個三維納米結(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: 在所述第二半導體層遠離基底的表面設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，所述第二半導體層通過該溝槽暴露出來； 刻蝕所述第二半導體層，在所述第二半導體層遠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，在所述第二半導體層遠離基底的表面形成多個三維納米結(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，對應閉合位置處的第一半導體層被刻蝕的速度小于未閉合位置處第二半導體層被刻蝕的速度。
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，在所述閉合的兩個條形凸起結(jié)構(gòu)之間的第二半導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，在所述多個三維納米結(jié)構(gòu)的表面形成所述第一光學對稱層，且所述第一光學對稱層的起伏趨勢與所述三維納米結(jié)構(gòu)的起伏趨勢相同。
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)生層以及第二光學對稱層依次形成于第一光學對稱層的表面，且所述金屬等離子體產(chǎn)生層以及第二光學對稱層的起伏趨勢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，在所述多個三維納米結(jié)構(gòu)的表面形成所述第一光學對稱層，且所述第一光學對稱層遠離第二半導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，在生長活性層之前進一步包括一在所述第一半 導體層遠離基底的表面形成多個三維納米結(jié)構(gòu)的步驟。
【文檔編號】H01L33/06GK103474532SQ201210185678
【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, 鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司