[發明專利]發光二極管的制備方法

有效

• 申請號: 201110395469.6
• 申請日: 2011-12-03
• 公開（公告）號: CN103137796A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 朱振東;李群慶;張立輝;陳墨;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
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1.一種發光二極管的制備方法，包括以下步驟：

提供一基底，所述基底具有一外延生長面；

在所述基底的外延生長面生長一第一半導體層；

在所述第一半導體層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構并排延伸，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，在所述第一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構依次兩兩閉合；

去除所述掩模層，在所述第一半導體層遠離基底的表面形成多個M形三維納米結構，從而形成一圖案化的表面；

在所述多個三維納米結構表面形成一活性層，所述活性層與第一半導體層接觸表面與所述圖案化的表面相嚙合；

在所述活性層遠離第一半導體層的表面形成一第二半導體層；

刻蝕所述第二半導體層及活性層，暴露出第一半導體層的部分表面；

在暴露的第一半導體層表面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活性層的整個表面。

2.如權利要求1所述的發光二極管的制備方法，其特征在于，所述刻蝕所述第一半導體層的過程中，掩模層中相鄰兩個條形凸起結構的頂端逐漸靠在一起，使所述多個條形凸起結構依次兩兩閉合，在所述相鄰兩個條形凸起結構閉合的過程中，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一半導體層被刻蝕的速度。

3.如權利要求2所述的發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構之間的第一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構之間的第一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形三維納米結構。

4.如權利要求3所述的發光二極管的制備方法，其特征在于，形成所述第一凹槽的深度為30納米～120納米，形成所述第二凹槽的深度為100納米～200納米。

5.如權利要求1所述的發光二極管的制備方法，其特征在于，所述活性層通過沿平行于所述外延生長面的方向以水平外延生長方式形成于所述第一半導體層表面，所述活性層遠離所述第一半導體層的表面為一平面。

6.如權利要求5所述的發光二極管的制備方法，其特征在于，所述第一半導體層的每一三維納米結構中包括一第一凸棱及一第二凸棱，在與所述第一凸棱及第二凸棱對應位置處接觸的活性層表面形成一凹槽，與第一凹槽及第二凹槽對應位置處的活性層表面形成一凸棱。

7.如權利要求1所述的發光二極管的制備方法，其特征在于，所述活性層通過沿垂直于所述外延生長面的方向垂直外延生長形成于所述第一半導體層表面。

8.如權利要求7所述的發光二極管的制備方法，其特征在于，所述活性層依所述第一半導體層中三維納米結構的起伏趨勢生長。

9.如權利要求1所述的發光二極管的制備方法，其特征在于，所述第一半導體層的刻蝕方法為在一感應耦合等離子體系統中通過等離子刻蝕的方法。

10.如權利要求9所述的發光二極管的制備方法，其特征在于，所述刻蝕第一半導體層的方法具體包括以下步驟：

對未被掩模層覆蓋的第一半導體層表面進行刻蝕，使第一半導體層表面形成多個凹槽，所述凹槽的深度基本相同；

在所述等離子體的轟擊作用下，所述掩模層中相鄰的兩個條形凸起結構逐漸相向傾倒，使所述兩個條形凸起結構的頂端逐漸依次兩兩靠在一起而閉合，所述等離子體對該閉合位置內所述第一半導體層的刻蝕速率逐漸減小，從而在第一半導體層表面的該位置處形成第一凹槽，在未發生閉合的兩個條形凸起結構之間，形成第二凹槽，且形成的所述第二凹槽的深度大于所述第一凹槽的深度。

11.如權利要求10所述的發光二極管的制備方法，其特征在于，所述等離子體刻蝕中的刻蝕氣體包括Cl₂、BCl₃、O₂及Ar₂氣體。

12.如權利要求11所述的發光二極管的制備方法，其特征在于，所述刻蝕氣體的通入速率為8sccm~150sccm，形成的氣壓為0.5帕~15帕，刻蝕時間為5秒~5分鐘。