[發明專利]發光二極管的制備方法

有效

• 申請號: 201110293094.2
• 申請日: 2011-10-07
• 公開（公告）號: CN103035786A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（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（深圳）有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/20;H01L33/22;H01L33/46;B82Y20/00
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技術領域

本發明涉及一種發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、綠光和白光發光二極管具有壽命長、節能、綠色環保等顯著特點，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展潛力。

傳統的發光二極管通常包括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。發光二極管處于工作狀態時，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生復合而產生光子，且光子從發光二極管中射出。

現有的發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生全反射，從而大部分大角度光被限制在發光二極管的內部，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，通過現有技術制備的發光二極管，對所述發光二極管的光取出效率的提高能力有限，進而限制了發光二極管的應用。

發明內容

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

一種發光二極管的制備方法，包括以下步驟：提供一發光二極管芯片預制體，所述發光二極管芯片預制體包括依次層疊設置的第一半導體層、活性層及第二半導體層；在所述第一半導體層表面設置圖案化的掩模層，所述圖案化的掩模層包括多個并排延伸的條形凸起結構，相鄰的條形凸起結構之間形成一溝槽，所述第一半導體層通過該溝槽暴露出來；刻蝕所述第一半導體層，在此過程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，在所述第一半導體層遠離活性層的表面形成多個M形三維納米結構；設置一第一電極至少覆蓋所述多個三維納米結構遠離活性層的部分表面；以及設置一第二電極與所述第二半導體層電連接。

與現有技術相比較，本發明所述發光二極管的制備方法中，通過在所述發光二極管的出光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，并且有利于在發光二極管的出光面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光二極管。

附圖說明

圖1為本發明第一實施例提供的發光二極管的結構示意圖。

圖2為圖1所示的發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為本發明第一實施例提供的發光二極管的制備方法的流程圖。

圖6為圖5所示的發光二極管的制備方法中發光二極管芯片的制備方法的流程圖。

圖7為圖5所示發光二極管制備方法中三維納米結構陣列的制備方法的流程圖。

圖8為本發明第二實施例提供的發光二極管的結構示意圖。

圖9為本發明第二實施例提供的發光二極管的制備方法的流程圖。

主要元件符號說明