[發明專利]發光二極管的制備方法

有效

• 申請號: 201110395474.7
• 申請日: 2011-12-03
• 公開（公告）號: CN103137797A
• 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
• 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。

然而，現有的發光二極管的制備方法制備的發光二極管發光效率不夠高，部分原因是由于現有方法制備的活性層與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的制備方法。

一種發光二極管的制備方法，包括以下步驟：提供一基底，所述基底具有一外延生長面；在所述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，使所述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及第二半導體層，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；去除所述基底，暴露出第一半導體層表面；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與所述第二半導體層電連接。

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，使所述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，所述活性層遠離第一半導體層的表面形成有多個三維納米結構；在所述活性層中三維納米結構的表面生長一第二半導體層；去除所述基底，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二電極與所述第一半導體層電連接；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，本發明的發光二極管制備方法中，通過在所述活性層至少一表面形成多個三維納米結構，因此增大了所述活性層與第一半導體層及第二半導體層之間的接觸面積，提高了空穴與電子的復合幾率，提高了復合密度，進而提高了所述發光二極管的發光效率，制備方法簡單，效率高。

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III-III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