[發明專利]發光二極管的制備方法

有效

• 申請號: 201210085267.6
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN103367555A
• 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

技術領域

本發明涉及一種發光二極管的制備方法。

背景技術

發光二極管是一種把電能轉換成光能的發光器件，是在P-N結、雙異質結或多量子階結構上通以正向電流時可發出可見光、紅外光及紫外光等的光發射器件。以氮化鎵為代表的第三代半導體Ш-Ⅴ族寬帶隙化合物半導體材料的內外量子效率高，因此具有高發光效率、高熱導率、耐高溫、抗輻射、耐酸堿、高強度和高硬度的特點。

現有技術中發光二極管的制備方法主要包括以下步驟：在藍寶石基底上用金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）技術分別外延生長一緩沖層、一第一半導體層、一活性層和一第二半導體層；在第二半導體層的一端進行刻蝕以暴露出第一半導體層；在所述暴露出的第一半導體層上，進行蒸鍍光刻，形成第一電極；在第二半導體層上，進行蒸鍍光刻，形成第二電極。但是，上述方法制備的發光二極管光取出效率（光取出效率通常指活性層中所產生的光波從發光二極管內部釋放出的效率）較低。為了解決上述問題，人們通過各種手段來提高發光二極管的光取出效率，例如，在出光表面刻蝕形成微結構的方法、光子循環方法及在藍寶石基底刻蝕等方法。

然而，以上方法的制作工藝比較復雜，成本較高，并且有可能在不同程度上破壞半導體層的晶格結構并降低發光二極管的發光效率。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種工藝簡單且具有較高光取出率發光二極管的制備方法。

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為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。

一種發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為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。

與現有技術相比，本發明提供的采用碳納米管層作為掩模制備發光二極管的制備方法具有以下優點：其一，所述碳納米管層可直接鋪設于基底上，不需要濺鍍等復雜工藝，制備方法簡單；其二，由于碳納米管層的存在，在制備過程中即可在發光二極管中形成多個納米級的微結構，從而不需要刻蝕等復雜工藝，能夠得到具有較高光取出率的發光二極管；其三，由于省略了刻蝕等工藝，從而減小了制備過程中對發光二極管晶格結構的破壞。

附圖說明

圖1是本發明第一實施例提供的發光二極管的制備方法流程圖。

圖2為本發明第一實施例中采用的碳納米管膜的掃描電鏡照片。

圖3為圖2中的碳納米管膜中的碳納米管片段的結構示意圖。

圖4為本發明采用的多層交叉設置的碳納米管膜的掃描電鏡照片。

圖5為本發明采用的非扭轉的碳納米管線的掃描電鏡照片。

圖6為本發明采用的扭轉的碳納米管線的掃描電鏡照片。

圖7為圖1所示發光二極管的第一半導體層的生長工藝流程圖。

主要元件符號說明