[發明專利]具有表面微結構的發光二極管及其制造方法

在審

• 申請號: 201210322627.X
• 申請日: 2012-09-03
• 公開（公告）號: CN103682014A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 周圣軍;王書方
• 申請（專利權）人: 廣東量晶光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/22
• 分類號: H01L33/22;H01L33/38;H01L33/00
• 代理公司: 北京瑞恒信達知識產權代理事務所(普通合伙) 11382
• 代理人: 苗青盛;黃慶芳

1.一種具有表面微結構的發光二極管，其特征在于，所述發光二極管發光一側的表面制備有鑲嵌式微結構，所述鑲嵌式微結構包括第一微結構和制備在所述第一微結構表面的第二微結構，所述第一微結構的圖案與所述發光二極管的金屬電極的導線圖案相匹配，所述第二微結構的尺寸小于所述第一微結構。

2.根據權利要求1所述的具有表面微結構的發光二極管，其特征在于，所述第一微結構的圖案與所述發光二極管的金屬導線圖案交織，形成網狀。

3.根據權利要求1所述的具有表面微結構的發光二極管，其特征在于，所述第一微結構為微米級微結構，所述第二微結構為納米級微結構。

4.根據權利要求1所述的具有表面微結構的發光二極管，其特征在于，所述發光二極管是正裝結構、倒裝結構或者垂直結構。

5.根據權利要求1所述的具有表面微結構的發光二極管，其特征在于，所述發光二極管包括：藍寶石襯底、藍寶石襯底上依次制備的緩沖層、第一型半導體層、量子阱活性層、第二型半導體層、透明電流擴展層以及金屬電極，芯片最上層沉積有鈍化保護層。

6.根據權利要求5所述的具有表面微結構的發光二極管，其特征在于，所述鑲嵌式微結構的所述第一微結構制備在所述透明電流擴展層。

7.根據權利要求5所述的具有表面微結構的發光二極管，其特征在于，所述鑲嵌式微結構的所述第一微結構制備在所述第二型半導體層表面上，所述透明電流擴展層制備在所述第二型半導體層上并且其表面具有與所述第二型半導體層表面形狀一致的第一微結構，所述鑲嵌式微結構的所述第二微結構制備在所述透明電流擴展層的第一微結構表面。

8.根據權利要求5所述的具有表面微結構的發光二極管，其特征在于，所述第二型半導體層是p-GaN層或者n-GaN層。

9.根據權利要求1所述的具有表面微結構的發光二極管，其特征在于，所述第一微結構靠近量子阱一側，所述第二微結構靠近出光表面一側。

10.根據權利要求5所述的具有表面微結構的發光二極管，其特征在于，所述透明導電薄膜是ITO，或者是第三主族元素摻雜的ZnO、RuOx或IrOx薄膜。

11.根據權利要求10所述的具有表面微結構的發光二極管，其特征在于，所述透明導電薄膜厚度根據入射光波長和薄膜折射率而變化，薄膜厚度為式中，λ是入射光波長，n是I?TO薄膜的折射率，m是整數，t是ITO薄膜的厚度。

12.根據權利要求5所述的具有表面微結構的發光二極管，其特征在于，所述鈍化保護層材料是SiO₂薄膜或者是SiN_x掩膜。

13.根據權利要求1所述的具有表面微結構的發光二極管，其特征在于，所述第二微結構尺寸和周期小于λ/n，其中，λ是發光二極管發光主波長，n是承載微結構的膜層折射率。

14.一種具有表面微結構的發光二極管的制備方法，其特征在于，包括下列步驟：

1）制備出表面平滑的發光二極管；

2）在步驟1）所制備的所述發光二極管的發光側表面制備有鑲嵌式微結構，所述鑲嵌式微結構包括第一微結構和制備在所述第一微結構表面的第二微結構，所述第一微結構的圖案與所述發光二極管的金屬電極的導線圖案相匹配，所述第二微結構的尺寸小于所述第一微結構。

15.根據權利要求14所述的具有表面微結構的發光二極管的制備方法，其特征在于，所述步驟2）中，所述第一微結構通過光刻掩膜的方法制備。

16.根據權利要求15所述的具有表面微結構的發光二極管的制備方法，其特征在于，所述光刻掩膜的方法中采用干法刻蝕形成微結構，或者采用濕法刻蝕形成微結構。

17.根據權利要求14所述的具有表面微結構的發光二極管的制備方法，其特征在于，所述步驟2）中，所述第二微結構通過納米團簇掩膜的方法制備。

18.根據權利要求17所述的具有表面微結構的發光二極管的制備方法，其特征在于，所述納米團簇掩膜的方法中采用干法刻蝕形成微結構，或者是采用濕法刻蝕形成微結構。

19.根據權利要求17所述的具有表面微結構的發光二極管的制備方法，其特征在于，所述納米團簇掩膜的方法中，納米團簇是溶液旋涂法形成的有機薄膜，或者是薄膜沉積方式制備的納米級薄層金屬膜。