[發明專利]發光二極管的制備方法

有效

• 申請號: 201210085255.3
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN103367554A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 魏洋;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
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種發光二極管的制備方法，其包括以下步驟：

步驟a，提供一具有第一外延生長面的用于支持外延層外延生長的基底；

步驟b，在所述基底的第一外延生長面設置一包括多個碳納米管且該多個碳納米管連接為一體的碳納米管層；

步驟c，在基底的第一外延生長面外延生長一第一半導體層；

步驟d，去除所述基底及所述碳納米管層，形成一具有一圖案化的表面的第一半導體層；

步驟e，將所述第一半導體層的圖案化的表面作為第二外延生長面，依次生長一活性層及一第二半導體層，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具有納米微結構的表面相嚙合；

步驟f，形成一第一電極與第一半導體層電連接，同時形成一第二電極與第二半導體層電連接。

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，所述碳納米管層為由多個碳納米管形成一連續的自支撐結構，所述碳納米管層直接鋪設在所述基底的表面與所述基底接觸設置。

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，所述碳納米管層中的碳納米管沿平行于第一外延生長面的方向延伸。

4.如權利要求2所述的發光二極管的制備方法，其特征在于，所述碳納米管層具有多個空隙，在步驟c中，所述第一外延生長面從碳納米管層的空隙中暴露出來，所述第一半導體層從所述第一外延生長面暴露的部分生長。

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，在步驟b中，將碳納米管膜或碳納米管線直接鋪設在所述基底的第一外延生長面作為碳納米管層。

6.如權利要求1所述的發光二極管的制備方法，其特征在于，在步驟c中，所述第一半導體層生長時，在所述碳納米管層周圍形成多個凹槽，所述凹槽將所述碳納米管層中的碳納米管半包圍。

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，在步驟b中，所述碳納米管層設置在第一外延生長面后進一步包括采用有機溶劑處理所述碳納米管層，使碳納米管層更緊密地貼附于所述第一外延生長面的步驟。

8.如權利要求2所述的發光二極管的制備方法，其特征在于，在第一半導體層的生長過程中，所述碳納米管層維持連續的一體結構。

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，在步驟b與步驟c的中間進一步包括一步驟h，在所述基底表面生長一緩沖層。

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，所述緩沖層的厚度小于所述碳納米管層的厚度，其中所述緩沖層的厚度為20納米，所述碳納米管層的厚度為100納米。

11.如權利要求9所述的發光二極管的制備方法，其特征在于，在步驟d中，所述基底的去除方法為在一真空環境或保護性氣體環境利用激光對所述基底進行掃描照射使緩沖層分解。

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，所述激光波長為248nm，脈沖寬度為20～40ns，能量密度為400～600mJ/cm²,光斑形狀為方形，其聚焦尺寸為0.5mm×0.5mm，掃描步長為0.5mm/s。

13.如權利要求1所述的發光二極管的制備方法，其特征在于，在步驟d中，去除所述碳納米管層后在所述第一半導體層的表面形成多個凹槽，所述多個凹槽相互平行或相互交叉。

14.如權利要求13所述的發光二極管的制備方法，其特征在于，在步驟e中，通過外延生長方法在所述第一半導體層的圖案化表面生長所述活性層，包括以下階段：

第一階段，外延晶粒在所述第一半導體層的圖案化表面垂直生長，外延晶粒逐漸將多個凹槽填滿，并逐漸達到凹槽之間所述外延晶粒所生長的高度；

第二階段，所述外延晶粒沿著平行于所述第一半導體層表面的方向橫向生長，并逐漸相互連接形成一連續的外延薄膜；

第三階段，所述外延薄膜沿著基本垂直于所述第一半導體層表面的方向外延生長形成所述活性層。

15.一種發光二極管的制備方法，其包括以下步驟：

提供一具有第一外延生長面的用于支持外延層外延生長的基底；

在所述基底的第一外延生長面設置一包括多個碳納米管且該多個碳納米管連接為一體的碳納米管層；

在所述基底的第一外延生長面垂直生長一GaN低溫緩沖層；

在所述GaN低溫緩沖層上生長N型GaN層；

去除所述基底、所述碳納米管層及GaN低溫緩沖層，形成一具有一圖案化的表面的N型GaN層；

將所述N型GaN層的圖案化的表面作為第二外延生長面依次生長一InGaN/GaN多量子阱層及一P型GaN層；

將所述N型GaN層及所述P型GaN層分別與一電極電連接。