[發明專利]一種具有交叉光柵結構的發光二極管及其制備方法

有效

• 申請號: 201210169975.8
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN102709419A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 張雄;郭浩;韓樂;崔一平
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01L33/10
• 分類號: H01L33/10;H01L33/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于半導體照明的核心器件——發光二極管(LED)的制造技術領域，主要涉及具有交叉光柵的倒裝LED結構及其制備方法，是一種能夠應用于各種類型的襯底材料和發光波段、結構參數調節簡便、可顯著提高LED光提取效率的制造技術。

背景技術

目前LED仍存在成本高、發光效率低、可靠性差等問題，而且白光LED的發光功率還不高，這些問題均限制了LED在各個領域的應用。

LED的電光轉換效率由內量子效率和光提取效率決定，現在的LED工藝已經可以將LED的內量子效率提高到一個很高的水平，而光提取效率則不然，還有很大的提升空間。所以現階段，LED研究人員的努力方向之一就是提高LED的光提取效率。理論^[1,?2]和實驗^[3~5]均證明，在LED的表面或內部制備光子晶體結構，可以應用光子晶體結構所特有的光子禁帶效應顯著地提高LED的光提取效率。但光子晶體結構的制備需要對LED的外延層或者襯底進行一定深度的刻蝕，易破壞LED器件的層狀結構參數，增加電阻率，而且光子晶體的制造工藝較復雜，成本因此也較高。

本發明所提供的具有交叉光柵結構的LED，一方面光柵的制作工藝較光子晶體簡單，刻蝕深度一般也較淺，不容易影響LED的電學性質；另一方面二組光柵的結構參數可以分別靈活地進行調節，而且僅需在鍵合時調整二組光柵的相互夾角，就可以獲得具有0~90°之間任意交叉角度的交叉光柵結構的LED，實現將原本射向襯底（非出光面）的某種波段的光反射回LED，從而有效提高LED的出光效率。

參考文獻

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[2]?張雄，王璨璨，陳洪鈞，張沛元，崔一平.?一種光子晶體結構發光二極管.?中國專利,??CN102361053A.?2012-02-22.

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發明內容

技術問題：針對上述目前存在的問題和不足，本發明的目的主要是為了解決現有LED器件的光提取效率不高，以及二維光子晶體結構制造工藝復雜等問題。本發明提供了一種具有交叉光柵結構的發光二極管及其制備方法，顯著地增加光提取效率的具有交叉光柵結構的LED及其制備方法。本發明提供的、構成交叉光柵結構的二組光柵的結構參數可以分別獨立地自由調節，可應用于各種類型的襯底材料和發光波段。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明提供了一種具有交叉光柵結構的發光二極管，該發光二極管包括襯底，生長在襯底上的具有第一光柵結構的介質薄膜層，與介質薄膜層鍵合在一起的具有第二光柵結構的p型GaN外延層，生長在p型GaN外延層上的InGaN多量子阱有源發光層和生長在InGaN多量子阱有源發光層上的n型GaN外延層，其中，第一光柵結構與第二光柵結構以0～90°之間的任一交叉角度鍵合在一起，構成交叉光柵結構。