[發明專利]發光二極管

有效

• 申請號: 201110395473.2
• 申請日: 2011-12-03
• 公開（公告）號: CN103137812A
• 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: H01L33/20
• 分類號: H01L33/20;H01L33/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種發光二極管，尤其涉及一種具有三維納米結構陣列的發光二極管。

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。

然而，現有的發光二極管的發光效率不夠高，部分原因是由于活性層與N型半導體層或P型半導體層之間的接觸面積不夠大，從而導致空穴與電子的復合密度較小，使得產生的光子數量較少，進而限制了發光二極管的發光效率。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一發光效率較高的發光二極管。

一種發光二極管，其包括：一基底；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于所述基底的一側，且所述第一半導體層靠近所述基底設置，所述第一半導體層具有相對的一第一表面和一第二表面，所述第一表面與所述基底相鄰，所述第二表面與活性層相鄰，所述第二半導體層遠離活性層的表面具有一出光面；一第一電極與所述第一半導體層電連接；一第二電極與所述第二半導體層電連接；其中，所述第一半導體層的第二表面為多個三維納米結構以陣列形式排布形成的圖案化的表面，其中每一所述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，所述活性層與所述第一半導體層接觸的表面與所述第一半導體層圖案化的表面相嚙合。

一種發光二極管，其包括：一第一半導體層、一活性層及一第二半導體層依次層疊設置于一基底表面，所述第一半導體層與所述基底接觸設置，所述第二半導體層靠近所述發光二極管的出光面設置，一第一電極與所述第一半導體層電連接，一第二電極與所述第二半導體層電連接，其中，所述第一半導體層與活性層接觸的表面為多個三維納米結構并排延伸形成的圖案化的表面，每個三維納米結構沿延伸方向的橫截面為M形，所述活性層與所述第一半導體層接觸的表面與所述第一半導體層圖案化的表面相嚙合。

一種發光二極管，其包括：一基底；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于所述基底的一側，且所述第一半導體層靠近所述基底設置，所述第二半導體層遠離活性層的表面具有一出光面；一第一電極與所述第一半導體層電連接；一第二電極與所述第二半導體層電連接；其中，所述第一半導體層與所述活性層接觸的表面形成有三維納米結構。

與現有技術相比較，本發明的發光二極管中，所述第一半導體層與所述活性層表面接觸的表面具有多個M形三維納米結構，形成一三維納米結構陣列，從而形成一圖案化的表面，因此增大了所述活性層與第一半導體層之間的接觸面積，增大了空穴與電子的復合幾率，進而提高了所述發光二極管的發光效率。

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中三維納米結構陣列的制備方法的流程圖。

圖7為本發明第二實施例提供的發光二極管的結構示意圖。

圖8為圖7中所示發光二極管中活性層的結構示意圖。

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