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；步驟c：形成一金屬陶瓷層于所述第二半導體層遠離基底的一側(cè)；步驟d：去除所述基底，暴露出所述第一半導體層與基底接觸的表面；以及步驟e：在所述第一半導體層暴露的表面制備一第一電極，制備一第二電極與所述第二半導體層電連接。本發(fā)明制備的發(fā)光二極管具有良好的光電轉(zhuǎn)換效率。
【專利說明】發(fā)光二極管的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管的制備方法。
【背景技術】
[0002]由氮化鎵半導體材料制成的高效藍光、綠光和白光半導體結(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。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，從而被限制在半導體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，被半導體結(jié)構(gòu)內(nèi)的材料完全吸收，影響了半導體結(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；步驟c:形成一金屬陶瓷層于所述第二半導體層遠離基底的一側(cè)；步驟d:去除所述基底，暴露出所述第一半導體層與基底接觸的表面；以及步驟e:在所述第一半導體層暴露的表面制備一第一電極，制備一第二電極與所述第二半導體層電連接。
[0006]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的發(fā)光二極管的制備方法具有以下有益效果:本發(fā)明制備的發(fā)光二極管在使用過程中，由活性層產(chǎn)生的近場倏逝波到達金屬陶瓷層后，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。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明第一實施例提供的半導體結(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體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖5為圖4中的半導體結(jié)構(gòu)中形成有三維納米結(jié)構(gòu)的第二半導體層的結(jié)構(gòu)示意圖。[0012]圖6為圖4中的半導體結(jié)構(gòu)中形成有三維納米結(jié)構(gòu)的第二半導體層的掃描電鏡示意圖。
[0013]圖7為本發(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8為本發(fā)明第六實施例提供的制備圖7中的發(fā)光二極管的工藝流程圖。
[0015]圖9為本發(fā)明第七實施例提供的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖10為本發(fā)明第八實施例提供的制備圖9中的發(fā)光二極管的工藝流程圖。
[0017]圖11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。
[0018]圖12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。
[0019]圖13為本發(fā)明第十二實施例提供的太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖14為本發(fā)明第十三實施例提供的波導管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖15為本發(fā)明第一實施例提供的發(fā)光二極管的增強因子和頻率的關系圖。
[0022]主要元件符號說明
【權利要求】
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體層、一活性層以及一第二半導體層； 步驟C:形成一金屬陶瓷層于所述第二半導體層遠離基底的一側(cè)； 步驟d:去除所述基底，暴露出所述第一半導體層與基底接觸的表面；以及步驟e:在所述第一半導體層暴露的表面制備一第一電極，制備一第二電極與所述第二半導體層電連接。
2.如權利要求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)材料的復合材料。
3.如權利要求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合材料。
6.如權利要求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體層的厚度為5納米至20納米。
9.如權利要求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進行之前進一步包括一形成多個三維納米結(jié)構(gòu)于所述有源層中的步驟i。
10.如權利要求9所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，所述三維納米結(jié)構(gòu)形成于第二半導體層的遠離基底的表面。
11.如權利要求10所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，所述步驟i包括以下階段: 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M形三維納米結(jié)構(gòu)，從而形成一圖案化的表面。
12.如權利要求11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。
13.如權利要求11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M形三維納米結(jié)構(gòu)。
14.如權利要求11所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，所述金屬陶瓷層也隨著所述形成于第二半導體層遠離基底的表面的三維納米結(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體層、一活性層以及一第二半導體層； 步驟c:形成一保護層于所述第二半導體層遠離基底的表面，以及形成一金屬陶瓷層于所述保護層遠離基底的表面； 步驟d:去除所述基底，暴露出所述第一半導體層與基底接觸的表面；以及步驟e:在所述第一半導體層暴露的表面制備一第一電極，制備一第二電極與所述第二半導體層電連接。
16.如權利要求15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進行之前進一步 包括一形成多個三維納米結(jié)構(gòu)于第二半導體層的遠離基底的表面的步驟i。
17.如權利要求15所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，所述保護層以及所述金屬陶瓷層也隨著形成于第二半導體層遠離基底的表面的三維納米結(jié)構(gòu)的起伏而起伏。
【文檔編號】H01L33/10GK103474522SQ201210185696
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年6月7日 優(yōu)先權日: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