一种发光二极管结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种发光二极管结构，包括管体，所述管体包括由下往上依次设置的衬底、n型氮化镓、量子阱、p型氮化镓、作为电流扩展层的透明导电薄膜、N电极和P电极，电流扩展层包括贴合设置的金属纳米线薄膜和半导体氧化物薄膜，N电极设在n型氮化镓上，P电极设在电流扩展层上。本实用新型专利技术在提高导电情况下不影响光透过率，金属纳米线具有透明导电性优越、机械柔韧性强、可透光波长范围较宽、工艺简单、成本低等优势。同时，该结构解决了金属纳米线易氧化以及与衬底附着能力差的问题。

A Light Emitting Diode Structure

The utility model discloses a light-emitting diode structure, which comprises a tube body, which comprises a substrate, n-type GaN, a quantum well, p-type GaN, a transparent conductive film as a current spreading layer, a N-electrode and a P-electrode arranged sequentially from bottom to top. The current spreading layer comprises a metal nanowire film and a semiconductor oxide film bonded to each other, and a N-electrode is arranged on an n-type GaN. The P electrode is located on the current spreading layer. The utility model has the advantages of transparent conductivity, strong mechanical flexibility, wide transmittance wavelength range, simple process and low cost, etc. At the same time, the structure solves the problem that metal nanowires are easy to oxidize and have poor adhesion to substrates.

【技术实现步骤摘要】
一种发光二极管结构
本技术属于半导体光电材料技术的应用领域，具体地说是一种具有复合结构的电流扩展层的发光二极管结构。
技术介绍
现今，正装结构的发光二极管（LEDs）是当前国内应用最广泛的结构，其所使用的透明电极材料主要为铟锡氧化物（ITO）。ITO本身具备良好的透光导电性，但是ITO本身也具有很大的局限性：1、铟作为一种稀有金属，价钱较贵，不利于环保；2、铟锡氧化物为一种导电陶瓷材料，柔韧性较差；3、其在紫外光区几乎不透光，可透过的光范围窄。综上所述，为了解决商业透明电极材料ITO的一些局限性，现今实验室内的一些替代材料的研究也已经快速发展起来，如石墨烯、碳纳米管、导电聚合物以及金属纳米线等。其中，金属纳米线的工艺相对成熟，具有良好的透光导电性、柔韧性好、材料成本低、可透过的光范围更宽等优势。金属纳米线的代表为：金纳米线（AuNWs）、银纳米线（AgNWs）、铜纳米线（CuNWs）等。其中，金纳米线的成本相对而言成本较高，银纳米线和铜纳米线的成本较为合理，且具备透明导电的其他性能也较高。以银纳米线为例，已经有文献报道通过高温热处理已经可以达到方块电阻10Ω/sq，光透过率达到90%左右，该性能已经不亚于甚至超过商用透明电极材料ITO。同时，金属的柔韧性较强，可极大的提高透明电极的机械强度，已经有实验证明大部分金属纳米线可以弯曲几百次甚至于超过一千次以上性能不退化，该机械强度已经可以极大程度上增加整个器件的质量，使得未来的发光二极管能够向柔性化发展。并且，金属纳米线的可透过的光范围更宽，以银纳米线为例，已经有文献报道，即便在紫外光区域其透光性也能够透过近一半的光可以透过去，对于正装LED的发光波长的范围更宽，应用可以更广泛。但是银纳米线和铜纳米线的化学活性较高易氧化、薄膜与衬底附着力差等劣势以及单纯金属纳米线耐高温能力也比较差，是作为其成为发光二极管上的电流扩展层重要的技术问题。以银纳米线为例，文献中已经报道其加入氧化锌保护层银纳米线透明导电薄膜可以保持几个月性能不会退化，并且与衬底附着力很好即使通过胶带粘贴实验依然保持性能不退化，正常银纳米线在200℃的情况下一般就会出现退化，加入保护层之后，可以达到近400℃高温且性能更好，因为适当的高温可以使其降低纳米线之间接触电阻。因而，加入氧化锌（ZnO）、二氧化钛（TiO2）等半导体氧化物保护层，可以在保证其正常透光导电的情况下，也可以保持良好的抗氧化性和能够很牢固的附着在衬底上。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供为了解决上述技术问题，本技术采取以下技术方案：一种发光二极管结构，包括管体，所述管体包括由下往上依次设置的衬底、n型氮化镓、量子阱、p型氮化镓、作为电流扩展层的透明导电薄膜、N电极和P电极，电流扩展层包括贴合设置的金属纳米线薄膜和半导体氧化物薄膜，N电极设在n型氮化镓上，P电极设在电流扩展层上。所述电流扩展层中的半导体氧化物薄膜设置一层，并且金属纳米线薄膜贴接在p型氮化镓表面，半导体氧化物薄膜贴设在金属纳米线薄膜表面，P电极接在半导体氧化物薄膜上。所述电流扩展层中的半导体氧化物薄膜设置两层，该两层半导体氧化物薄膜将金属纳米线薄膜夹装在中间，半导体氧化物薄膜与p型氮化镓贴装连接。所述金属纳米线薄膜为金纳米线薄膜、银纳米线薄膜或铜纳米线薄膜，半导体氧化物薄膜为氧化锌薄膜或二氧化钛薄膜。所述半导体氧化物薄膜以电镀、旋涂镀或者化学镀方式镀在金属纳米线薄膜表面。所述管体上刻蚀形成有台面，N电极设在该台面上。所述管体为正装结构的发光二极管。本技术具有以下有益效果：1、有较高的导电性和光透过率；2、解决了金属纳米线的易氧化问题；3、提高了可透过光的波长范围；4、解决了金属纳米线与衬底附着力差的问题；5、提高了金属纳米线的耐受温度；6、该结构机械韧性较高；7、节约成本。附图说明附图1为本技术实施例一的剖面结构示意图；附图2为本技术实施例二的剖面结构示意图。具体实施方式为能进一步了解本技术的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细描述。实施例一如附图1所示，一种发光二极管结构，包括管体，所述管体包括由下往上依次设置的衬底1、n型氮化镓2、量子阱3、p型氮化镓4、作为电流扩展层的透明导电薄膜、N电极8和P电极7，电流扩展层包括贴合设置的金属纳米线薄膜5和半导体氧化物薄膜6，N电极8设在n型氮化镓2上，P电极7设在电流扩展层上。电流扩展层中的半导体氧化物薄膜设置一层，并且金属纳米线薄膜贴接在p型氮化镓表面，半导体氧化物薄膜贴设在金属纳米线薄膜表面，P电极接在半导体氧化物薄膜上。本实施例中，电流扩展层为双层复合结构。具体制备为：将金属纳米线镀在P型氮化镓上用作电流扩展层；将半导体氧化物镀在已经制备成功的金属纳米线薄膜上；在氮气或者氩气等惰性气体环境内进行高温热处理；掩膜刻蚀掉衬底上一侧的部分外延层和金属纳米线层，形成台面；刻蚀后的衬底上生长二氧化硅，然后掩膜刻蚀部分二氧化硅；在金属纳米线薄膜上制备P电极，台面上制备N电极。实施例二如附图2所示，一种发光二极管结构，包括管体，所述管体包括由下往上依次设置的衬底1、n型氮化镓2、量子阱3、p型氮化镓4、作为电流扩展层的透明导电薄膜、N电极8和P电极7，电流扩展层包括贴合设置的金属纳米线薄膜5和半导体氧化物薄膜6，N电极设在n型氮化镓上，P电极设在电流扩展层上。电流扩展层中的半导体氧化物薄膜设置两层，该两层半导体氧化物薄膜将金属纳米线薄膜夹装在中间，半导体氧化物薄膜与p型氮化镓贴装连接。电流扩展层为类似于“三明治”的三层结构。具体的制备为：将半导体氧化物镀在P型氮化镓上用作电流扩展层；将金属纳米线镀在已经制备成功的半导体氧化物薄膜上将半导体氧化物镀在已经制备成功的金属纳米线薄膜上；在氮气或者氩气等惰性气体环境内进行高温热处理；掩膜刻蚀掉衬底上一侧的部分外延层和金属纳米线层，形成台面；刻蚀后的衬底上生长二氧化硅，然后掩膜刻蚀部分二氧化硅；在金属纳米线薄膜上制备P电极，台面上制备N电极。另外，金属纳米线薄膜为金纳米线薄膜、银纳米线薄膜或铜纳米线薄膜，半导体氧化物薄膜为氧化锌薄膜或二氧化钛薄膜。半导体氧化物薄膜以电镀或者化学镀方式镀在金属纳米线薄膜表面。需要说明的是，以上仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，尽管参照实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光二极管结构，包括管体，其特征在于，所述管体包括由下往上依次设置的衬底、n型氮化镓、量子阱、p型氮化镓、作为电流扩展层的透明导电薄膜、N电极和P电极，电流扩展层包括贴合设置的金属纳米线薄膜和半导体氧化物薄膜，N电极设在n型氮化镓上，P电极设在电流扩展层上。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管结构，包括管体，其特征在于，所述管体包括由下往上依次设置的衬底、n型氮化镓、量子阱、p型氮化镓、作为电流扩展层的透明导电薄膜、N电极和P电极，电流扩展层包括贴合设置的金属纳米线薄膜和半导体氧化物薄膜，N电极设在n型氮化镓上，P电极设在电流扩展层上。2.根据权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，所述电流扩展层中的半导体氧化物薄膜设置一层，并且金属纳米线薄膜贴接在p型氮化镓表面，半导体氧化物薄膜贴设在金属纳米线薄膜表面，P电极接在半导体氧化物薄膜上。3.根据权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，所述电流扩展层中的半导体氧化物薄膜设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：康凯，杨志伟，陆前军，吴先燕，何志强，陈志勤，郭文凯，吕垒，莫嘉炜，杨谨尧，
申请(专利权)人：东莞市中图半导体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44