[發(fā)明專利]發(fā)光二極管的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210085267.6
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN103367555A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)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(yè)（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(fā)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基底；

步驟b，在所述基底的第一外延生長面設置一碳納米管層；

步驟c，在基底的第一外延生長面垂直生長本征半導體層，所述本征半導體層為由碳納米管層中的碳納米管間隔的非連續(xù)性的外延層；

步驟d，去除所述碳納米管層，得到表面具有納米微結構的外延襯底；

步驟e，將所述外延襯底具有納米微結構的表面作為第二外延生長面，在所述外延襯底的第二外延生長面依次生長一第一半導體層、一活性層及一第二半導體層，所述第一半導體層與所述外延襯底接觸的表面與所述外延襯底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(fā)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(xù)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(fā)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(fā)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，所述本征半導體層從所述空隙處外延生長。

5.如權利要求4所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，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，所述本征半導體層從所述第一外延生長面暴露的部分生長。

6.如權利要求1所述的發(fā)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。

7.如權利要求1所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，在步驟c中，所述本征半導體層生長時，沿著基本垂直于所述基底的第一外延生長面方向成核并外延生長形成多個外延晶粒。

8.如權利要求1所述的發(fā)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，使碳納米管層緊密地貼附于所述第一外延生長面的步驟。

9.如權利要求1所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，在步驟c中，所述本征半導體層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。

10.如權利要求1所述的發(fā)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。

11.如權利要求10所述的發(fā)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。

12.如權利要求1所述的發(fā)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的方法為離子體刻蝕法、超聲法、激光器照射法或加熱爐加熱法。

13.如權利要求12所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，所述碳納米管層通過激光器照射法去除，所述激光器的功率為30瓦特，波長為10.6微米，在碳納米管層表面光斑的直徑為3毫米。

14.如權利要求1所述的發(fā)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外延襯底的表面形成多個凹槽，所述多個凹槽相互平行或相互交叉。

15.如權利要求14所述的發(fā)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外延襯底的外延生長面生長所述第一半導體層，包括以下階段：

第一階段，外延晶粒在所述外延襯底具有納米微結構的表面垂直生長，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外延襯底表面的方向橫向生長，并逐漸相互連接形成一連續(xù)的外延薄膜；

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

16.一種發(fā)光二極管的制備方法，其包括以下步驟：

提供一基底，且該基底具有一第一外延生長面；

在所述基底的第一外延生長面設置一碳納米管層；

在所述基底的第一外延生長面垂直生長一GaN低溫緩沖層，所述GaN低溫緩沖層為由碳納米管層中的碳納米管間隔的非連續(xù)性緩沖層；

去除所述碳納米管層，得到表面具有納米微結構的外延襯底；

將所述外延襯底具有納米微結構的表面作為第二外延生長面，在所述外延襯底的第二外延生長面生長一N型GaN層，所述N型GaN層與所述外延襯底接觸的表面與所述外延襯底具有納米微結構的表面相嚙合；

在所述N型GaN層表面生長一InGaN/GaN多量子阱層；

在所述InGaN/GaN多量子阱層表面生長一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。