[發(fā)明專利]發(fā)光二極管的制備方法

有效

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• 申請日: 2011-10-07
• 公開（公告）號: CN103035784A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設計）人: 朱振東;李群慶;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/20;H01L33/22;H01L33/44;B82Y20/00
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技術領域

本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管的制備方法，尤其涉及一種具有三維納米結構陣列的發(fā)光二極管的制備方法。

背景技術

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?/p>

傳統(tǒng)的發(fā)光二極管通常包括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。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)生復合而產生光子，且光子從發(fā)光二極管中射出。

現(xiàn)有的發(fā)光二極管的光取出效率(光取出效率通常指活性層中所產生的光從發(fā)光二極管內部釋放出的效率)較低，其主要原因是由于半導體（通常為氮化鎵）的折射率大于空氣的折射率，來自活性層的大角度光在半導體與空氣的界面處發(fā)生全反射，從而大部分大角度光被限制在發(fā)光二極管的內部，直至以熱等方式耗散。為了解決上述問題，人們通過各種手段來提高發(fā)光二極管的光取出效率，例如，使出光表面粗糙化以減少反射。然而，通過現(xiàn)有技術制備的發(fā)光二極管，對所述發(fā)光二極管的光取出效率的提高能力有限，進而限制了發(fā)光二極管的應用。

發(fā)明內容

有鑒于此，確有必要提供一種能夠進一步提高發(fā)光二極管的光取出效率的發(fā)光二極管制備方法。

一種發(fā)光二極管的制備方法，包括以下步驟：提供一基底；在所述基底的至少一表面設置一圖案化的掩模層，所述圖案化的掩模層包括沿同一方向延伸的多個條形凸起結構，相鄰的條形凸起結構之間形成一凹槽，所述基底表面通過該凹槽暴露出來；刻蝕所述基底，使掩模層中相鄰的多個條形凸起結構依次兩兩閉合，形成多個三維納米結構預制體；去除所述掩模層，在所述基底至少一表面形成多個M形三維納米結構；在所述三維納米結構陣列一表面依次生長一第一半導體層、一活性層及第二半導體層；設置一第一電極與所述第一半導體層電連接；以及設置一第二電極覆蓋所述第二半導體層遠離基底的表面。

一種發(fā)光二極管的制備方法，包括以下步驟：提供一基底，所述基底具有相對的一第一表面及一第二表面；在所述基底的第一表面依次生長一第一半導體層、一活性層及第二半導體層；設置一第一電極與所述第一半導體層電連接；設置一第二電極覆蓋所述第二半導體層遠離基底的表面；在所述基底的第二表面形成一介質層；在所述介質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沿同一方向延伸的多個條形凸起結構，相鄰的條形凸起結構之間形成一凹槽，所述介質層表面通過該凹槽暴露出來；刻蝕所述介質層，使掩模層中相鄰的多個條形凸起結構依次兩兩閉合，形成多個三維納米結構預制體；去除所述掩模層，在所述介質層表面形成多個M形三維納米結構。

與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明所述發(fā)光二極管的制備方法中，通過在所述基底表面利用掩模層及刻蝕的方法形成多個M形三維納米結構，并以陣列形式設置形成一三維納米結構陣列，制備工藝簡單，效率高，并且有利于制備大面積的三維納米結構陣列，進而可方便且批量的制備高效率的發(fā)光二極管。同時，在基底表面設置所述三維納米結構陣列有利于降低后續(xù)生長的半導體層中的位錯密度，提高其質量，進而有利于提高發(fā)光二極管的性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一實施例提供的發(fā)光二極管的結構示意圖。

圖2為圖1所示的發(fā)光二極管中三維納米結構陣列的結構示意圖。

圖3為圖2所示的三維納米結構陣列的掃描電鏡照片。

圖4為圖2所示的三維納米結構陣列沿IV-IV線的剖視圖。

圖5為本發(fā)明第一實施例提供的發(fā)光二極管的制備方法的流程圖。

圖6為圖5所示的發(fā)光二極管的制備方法中三維納米結構陣列的制備方法的流程圖。

圖7為本發(fā)明第二實施例提供的發(fā)光二極管的結構示意圖。

圖8為本發(fā)明第二實施例提供的發(fā)光二極管的制備方法的流程圖。

圖9為本發(fā)明第三實施例提供的發(fā)光二極管的結構示意圖。

圖10為本發(fā)明第三實施例提供的發(fā)光二極管的制備方法的流程圖。

主要元件符號說明