[發(fā)明專利]P側(cè)在上的GaN基發(fā)光二極管的光電化學(xué)粗化

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980127287.1
• 申請日: 2009-05-12
• 公開（公告）號: CN102089582A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·塔姆鮑利;E·L·胡;S·P·德恩巴阿斯;S·納卡姆拉
• 申請（專利權(quán)）人: 加利福尼亞大學(xué)董事會
• 主分類號: F21V33/00
• 分類號: F21V33/00;H01L33/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

1.一種發(fā)光二極管即LED，包括：

(a)p型III族氮化物層，其具有被粗化以便提取由所述LED發(fā)射的光的表面；

(b)n型III族氮化物層；以及

(c)用于發(fā)射所述光的、在所述p型III族氮化物層和所述n型III族氮化物層之間的有源層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED，其中所述p型III族氮化物層、n型III族氮化物層和有源層沒有由所述表面的粗化工藝引入的離子損傷。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED，其中所述p型III族氮化物層、n型III族氮化物層和有源層的材料質(zhì)量是使得具有被粗化的所述表面的LED的電流-電壓即I-V測量與所述LED在所述表面被粗化之前的I-V測量相比沒有實質(zhì)不同或劣化。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED，其中所述表面被粗化以生成特征或結(jié)構(gòu)，所述特征或結(jié)構(gòu)被設(shè)計為使得將所述光提取出所述p型層和所述LED。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED，其中所述表面被粗化以生成特征或結(jié)構(gòu)，所述特征或結(jié)構(gòu)被設(shè)計為使得與從所述p型層在所述粗化之前的表面或不具有所述特征或結(jié)構(gòu)的表面提取出的光相比，或與通過所述p型層在所述粗化之前的表面或不具有所述特征或結(jié)構(gòu)的表面?zhèn)鬏數(shù)墓庀啾龋瑢⒏嗟乃龉馓崛〕鏊霰砻婊蛲ㄟ^所述表面?zhèn)鬏敻嗟乃龉狻?/p>

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED，其中所述特征或結(jié)構(gòu)被設(shè)計為使得將所述光散射、衍射、折射或引導(dǎo)出所述p型層和所述LED。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED，其中所述表面被粗化為具有特征或結(jié)構(gòu)，所述特征或結(jié)構(gòu)被設(shè)計為使得與通過所述粗化之前并且不具有所述結(jié)構(gòu)的表面?zhèn)鬏數(shù)墓廨敵龉β氏啾龋苟嘀辽?0％的光輸出功率通過所述表面?zhèn)鬏敳⑶译x開所述LED。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED，其中所述表面被粗化或構(gòu)造為具有結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)被設(shè)計為使得與通過具有1nm或更低的表面粗糙度的所述p型層的平坦、平整或平滑的表面?zhèn)鬏數(shù)墓廨敵龉β氏啾龋苟嘀辽?0％的光輸出功率通過所述表面?zhèn)鬏敳⑶译x開所述LED。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED，其中所述表面被粗化為具有特征或結(jié)構(gòu)，所述特征或結(jié)構(gòu)具有側(cè)面、尺寸、寬度、高度和間隔，這些參數(shù)被設(shè)計為使得將所述光散射或衍射出所述p型層和所述LED。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED，其中所述表面被粗化為具有特征或結(jié)構(gòu)，所述特征或結(jié)構(gòu)具有至少與所述p型層中的光的波長一樣長的側(cè)面、尺寸、寬度、高度和間隔，以便增強將所述光散射、衍射或傳輸出所述p型層和所述LED。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的LED，其中所述側(cè)面、所述尺寸、所述寬度、所述高度和所述間隔至少為0.3μm。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的LED，其中所述側(cè)面、所述尺寸、所述高度和所述間隔至多為2μm。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的LED，其中所述側(cè)面、所述尺寸、所述高度和所述間隔至多為10μm。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED，其中所述表面被成形為使得來自所述有源層的光在臨界角內(nèi)入射在所述表面上，以便折射出所述p型層并且進入外部介質(zhì)中。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED，其中所述表面包括一個或多個傾斜的表面，所述一個或多個傾斜的表面被設(shè)計為使得所述光在所述臨界角內(nèi)入射在所述傾斜的表面上，由此基本防止所述光在所述傾斜的表面處的全內(nèi)反射。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的LED，其中所述傾斜的表面以所述臨界角傾斜，使得所述光在所述臨界角內(nèi)入射在所述傾斜的表面上，并且來自所述有源層的多于4-6％的所述光從所述表面被提取。

17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED，其中所述表面包括25nm或更大的表面粗糙度。

18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED，其中所述粗化在所述p型層的N面、Ga面、非極性表面或半極性表面上形成。

19.一種制造III族氮化物基發(fā)光二極管即LED的方法，包括：

粗化所述III族氮化物基發(fā)光LED的p型表面，其中所述粗化包括光電化學(xué)刻蝕所述p型表面，并且所述粗化適合從所述LED提取光。