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：一第一半導體層、一活性層以及一第二半導體層依次層疊設置；一第一電極覆蓋所述第一半導體層遠離活性層的表面；一第二電極與所述第二半導體層電連接；其中，所述發(fā)光二極管進一步包括：一第一光學對稱層設置于第二半導體層遠離活性層的表面；一金屬等離子體產生層設置于所述第一光學對稱層遠離活性層的表面；一第二光學對稱層設置于所述金屬等離子體產生層遠離活性層的表面。
【專利說明】發(fā)光二極管
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管。
【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)生復合而產生光，光從發(fā)光二極管中射出。
[0004]然而，由于半導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(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構的內部，直至被發(fā)光二極管內的材料完全吸收，影響了發(fā)光二極管的出光率。

【發(fā)明內容】

[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。
[0006]一種發(fā)光二極管，其包括:一第一半導體層、一活性層以及一第二半導體層依次層疊設置；一第一電極覆蓋所述第一半導體層遠離活性層的表面；一第二電極與所述第二半導體層電連接；其中，所述發(fā)光二極管進一步包括:一第一光學對稱層設置于第二半導體層遠離活性層的表面；一金屬等離子體產生層設置于所述第一光學對稱層遠離活性層的表面；一第二光學對稱層設置于所述金屬等離子體產生層遠離活性層的表面。
[0007]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的發(fā)光二極管中，由活性層產生的近場倏逝波到達金屬等離子體產生層后，在金屬等離子體產生層的作用下被放大并轉化為金屬等離子體，金屬等離子體向周圍傳播并經由第二光學對稱層出射耦合成出射光，如此，可使活性層中的近場倏逝波出射，并成為可見光。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明第一實施例提供的半導體結構的結構示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明第二實施例提供的半導體結構的結構示意圖。
[0010]圖3為本發(fā)明第三實施例提供的半導體結構的結構示意圖。
[0011]圖4為圖3所示的半導體結構中三維納米結構陣列的結構示意圖。
[0012]圖5為圖3所示的半導體結構中三維納米結構陣列的掃描電鏡照片。[0013]圖6為圖4所示三維納米結構陣列沿V1-VI線的剖面圖。
[0014]圖7為本發(fā)明第四實施例提供的半導體結構的結構示意圖。
[0015]圖8為本發(fā)明第五實施例提供的發(fā)光二極管的結構示意圖。
[0016]圖9為本發(fā)明第六實施例提供的發(fā)光二極管的結構示意圖。
[0017]圖10為本發(fā)明第六實施例提供的發(fā)光二極管與【背景技術】中發(fā)光二極管的光激發(fā)效率的對比示意圖。
[0018]圖11為本發(fā)明第七實施例提供的發(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]主要元件符號說明
【權利要求】
1.一種發(fā)光二極管，其包括: 一第一半導體層、一活性層以及一第二半導體層依次層疊設置； 一第一電極覆蓋所述第一半導體層遠離活性層的表面； 一第二電極與所述第二半導體層電連接； 其特征在于，所述發(fā)光二極管進一步包括: 一第一光學對稱層設置于第二半導體層遠離活性層的表面； 一金屬等離子體產生層設置于所述第一光學對稱層遠離活性層的表面；一第二光學對稱層設置于所述金屬等離子體產生層遠離活性層的表面；所述第二光學對稱層的等效折射率Ill，與第一半導體層、一活性層、一第二半導體層以及第二光學對稱層的等效折射率n2的差值Δη大于等于O小于等于0.5,其中Δη= | η「η21。
2.如權利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述金屬等離子體產生層的折射率為一復數(shù)，且該復數(shù)的虛部大于零或者小于零，且金屬等離子體產生層的材料的介質常數(shù)為一復數(shù)，且該復數(shù)的實部為一個負數(shù)。
3.如權利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述金屬等離子體產生層的材料為金屬。
4.如權利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述金屬等離子體產生層的材料為金屬陶瓷，所述金屬陶瓷層為金屬材料和電介質材料構成的復合材料層。
5.如權利要求4所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述金屬陶瓷的成分包括二氧化硅和銀。
6.如權利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第一光學對稱層的折射率小于所述第一半導體層、活性層以及第二半導體層形成的復合半導體層的折射率。
7.如權利要求6所述的發(fā)光二極管,其特征在于,所述第一光學對稱層的材料為二氧化娃、氟化鎂或氟化鋰。
8.如權利要求6所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第一光學對稱層的厚度為5納米至40納米。
9.如權利要求6所述的發(fā)光二極管,其特征在于,所述第一光學對稱層的折射率的值的范圍為1.2至1.8。
10.如權利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第二光學對稱層的材料為娃、二氧化鈦、氧化鉿、氧化鋯或者聚酰亞胺。
11.如權利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第二光學對稱層的折射率大于所述第一半導體層、活性層以及第二半導體層形成的復合半導體層的折射率。
12.如權利要求11所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第二光學對稱層的折射率的值的范圍為2.5至3.4。
13.如權利要求11所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第二光學對稱層的厚度為I納米至9納米。
14.如權利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第二光學對稱層的折射率小于所述第一半導體層、活性層以及第二半導體層形成的復合半導體層的折射率。
15.如權利要求14所述的發(fā)光二極管,其特征在于,所述第二光學對稱層的厚度為50納米至300納米。
16.如權利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述發(fā)光二極管進一步包括多個三維納米結構設置于第二半導體層遠離活性層的表面。
17.如權利要求16所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述多個三維納米結構并排延伸，每一三維納米結構沿其延伸方向上的橫截面為M形，每一三維納米結構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，相鄰的三維納米結構之間形成第二凹槽，所述第一凹槽的深度小于第二凹槽的深度。
18.如權利要求16所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第一光學對稱層、金屬等離子體產生層以及第二光學對稱層依次層疊設置于所述多個三維納米結構的表面。
19.如權利要求18所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第一光學對稱層、金屬等離子體產生層以及第二光學對稱層與所述多個三維納米結構的起伏趨勢相同。
20.如權利要求18所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第一光學對稱層遠離第二半導體層的表面為一平面，所述金屬等離子體產生層以及第二光學對稱層依次層疊設置于所述平面。
21.如權利要求16所述的發(fā)光二極管，其特征在于，進一步包括一三維納米結構設置于所述第一半導體層 遠離第一電極的表面以及活性層遠離第一電極的表面中的至少一表面。
【文檔編號】H01L33/44GK103474547SQ201210185710
【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