The invention discloses a nanostructure combined with a microlens LED chip structure and a preparation method thereof, in order to improve the light output efficiency of the LED chip. On the LED chip with transparent diffusion current electrodes, nanostructures with gradient refractive index are prepared first, and then surface microlens arrays are fabricated. The design principle of the present invention is simple, the preparation method is ingenious, the Fresnel reflection is reduced by using gradient refractive index medium, and the escape cone and surface scattering of the LED are increased by using the surface microlens array, thereby further improving the light output efficiency of the planar structure LED.
【技术实现步骤摘要】
一种渐变折射率纳米结构结合纳米透镜的LED结构的制备方法
本专利技术涉及一种半导体电子元器件制备方法,特别是一种新型高效LED结构的制备工艺。
技术介绍
作为传统灯具的替代产品,固态半导体照明光源发展前景广阔,被誉为新一代的光源[Science308,1274-1278(2005)]。近年来,氮化物半导体器件特别是发光二极管(Lightemittingdiode,LED)照明器件取得了重大的进展(2014年诺贝尔奖),已经广泛应用于白光照明、指示灯、信号和彩色显示等领域[PhotonicsResearch3,184(2015)]。然而,LED要发展成为一种高质量的通用性的光源,完全替代其他光源,还需要解决提高光效,降低成本,降低芯片发热量,提高LED使用寿命等问题,而这些问题全部都受到LED外量子效率(externalquantumefficiency,EQE)比较低的制约[ActaMaterialia61,945-951(2013)]。LED的EQE由内量子效率(internalquantumefficiency,IQE)和萃取效率(lightextractionefficiency,LEE)决定,表示式为[PhysicsReports498,189-241(2011)]。近年来,通过改善有源区的结构与生长方式,IQE获得较大的提升,据报道,InGaN/GaN量子阱LED的IQE可以达到90%以上[AppliedPhysicsLetters94,023101(2009)]。然而,由于氮化物LED材料与空气具有较大的折射率差,只有少数的光子能逃逸到空气中, ...
【技术保护点】
1.一种渐变折射率纳米结构结合纳米透镜的LED结构的制备方法,包括在已经制备好透明电极ITO层和厚金电极的LED基片的基础上,其特征在于:还具有以下步骤:S1,利用光刻的方法,在厚金电极的位置沉积几十纳米的二氧化硅保护层,然后在LED芯片的透明电极ITO层上用PS(聚苯乙烯)纳米球制备单层的PS纳米球阵列,然后刻蚀出周期性的纳米柱阵列;S2,将有残余PS纳米球的LED芯片加热,高温加热熔解PS纳米球,使得PS材料渗入纳米柱缝隙,形成渐变折射率的纳米结构;S3,根据LED芯片的发光波长,选择合适的PS纳米球,在渐变折射率的纳米结构表面制备单层的PS纳米球,低温加热PS纳米球,使得纳米球在渐变折射率的纳米结构表面形成半球状结构,多个半球状结构形成了微透镜阵列;S4,利用酸洗掉二氧化硅保护层,使得厚金电极不被覆盖。
【技术特征摘要】
1.一种渐变折射率纳米结构结合纳米透镜的LED结构的制备方法,包括在已经制备好透明电极ITO层和厚金电极的LED基片的基础上,其特征在于:还具有以下步骤:S1,利用光刻的方法,在厚金电极的位置沉积几十纳米的二氧化硅保护层,然后在LED芯片的透明电极ITO层上用PS(聚苯乙烯)纳米球制备单层的PS纳米球阵列,然后刻蚀出周期性的纳米柱阵列;S2,将有残余PS纳米球的LED芯片加热,高温加热熔解PS纳米球,使得PS材料渗入纳米柱缝隙,形成渐变折射率的纳米结构;S3,根据LED芯片的发光波长,选择合适的PS纳米球,在渐变折射率的纳米结构表面制备单层的PS纳米球,低温加热PS纳米球,使得纳米球在渐变折射率的纳米结构表面形成半球状结构,多个半球状结构形成了微透镜阵列;S4,利用酸洗掉二氧化硅保护层,使得厚金电极不被覆盖。2.根据权利要求1所述的新型高效LED结构的芯片制备方法,其特...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈湛旭,万巍,陈泳竹,林家勇,何影记,
申请(专利权)人:广东技术师范学院,
类型:发明
国别省市:广东,44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。