一种发光二极管及其制作方法技术

本发明专利技术提供了一种发光二极管及其制作方法，通过在所述发光结构的表面构建纳米体系，且所述纳米体系的自由振动频率与所述发光结构的入射光光子频率相匹配，使所述发光结构的局域表面形成等离激元共振(LSPR)效应，进而提高发光二极管的亮度。并通过纳米压印工艺的应用可精准控制等间距且均匀的纳米粒子的形成，且失效粒子较少，从而获得最佳的纳米体系；同时其工艺制作简单便捷，便于生产化。

【技术实现步骤摘要】
一种发光二极管及其制作方法
本专利技术涉及发光二极管领域，尤其涉及一种发光二极管及其制作方法。
技术介绍
随着LED技术的快速发展以及LED光效的逐步提高，LED的应用也越来越广泛，人们越来越关注LED在显示屏的发展前景。LED芯片，作为LED灯的核心组件，其功能就是把电能转化为光能，具体的，包括外延片和分别设置在外延片上的N型电极和P型电极。所述外延片包括P型半导体层、N型半导体层以及位于所述N型半导体层和P型半导体层之间的有源层，当有电流通过LED芯片时，P型半导体中的空穴和N型半导体中的电子会向有源层移动，并在所述有源层复合，使得LED芯片发光。目前，为了实现LED芯片内部的电流扩展，通常采用在发光结构的表面设置ITO透明导电层的设计，同时也作为折射率过渡层，来减小全反射现象，但是，由于ITO透明导电层的折射率为1.9，与空气的折射率仍有一定的差异，因此，仍有很大一部分光被反射回衬底而被吸收；同时，由于ITO透明导电层的体电阻较大，使其电流的扩展效果受限。有鉴于此，本专利技术人专门设计了一种发光二极管及其制作方法，本案由此产生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种发光二极管及其制作方法，以解决发光二极管内部电流扩展效果差及体内阻大的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种发光二极管，包括：衬底；设置于所述衬底表面的发光结构；所述发光结构至少包括沿第一方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区及第二型半导体层；所述第一方向垂直于所述衬底，并由所述衬底指向所述发光结构；纳米体系，所述纳米体系层叠于所述发光结构的至少一侧表面，且所述纳米体系的自由振动频率与所述发光结构的入射光光子频率相匹配；可选地，所述纳米体系的自由振动频率大于等于所述发光结构的入射光光子频率，诱导所述纳米体系的电子发生共振，从而使发光结构的局域表面形成等离激元共振(LSPR)效应；第一电极，所述第一电极层叠于所述发光结构的表面，并与所述第二型半导体层形成欧姆接触；第二电极，所述第二电极通过沉积于发光结构的凹槽与所述第一型半导体层形成欧姆接触；或，所述第二电极层叠于所述衬底背离所述发光结构的一侧表面，通过所述衬底的导电性传导与所述第一型半导体层形成欧姆接触。优选地，所述纳米体系包括通过纳米压印工艺形成的若干个金属纳米粒子，或包括由透明介质层及分散于透明介质层中的金属纳米粒子所构成的纳米复合层。优选地，透明介质层包括二氧化硅。优选地，各所述金属纳米粒子的大小均匀，且各相邻所述金属纳米粒子呈等间距排布。优选地，所述金属纳米粒子包括Ag、Au、Pt、Pd、Cu中的至少一种。优选地，所述金属纳米粒子呈圆形或椭圆形或多边形。优选地，所有所述金属纳米粒子在所述衬底上的投影面积总和与所述发光结构在所述衬底上的投影面积的比例取值范围为20％-60％。优选地，所述发光二极管还包括钝化层，所述钝化层覆盖所述纳米体系及所述发光结构的裸露区域。优选地，在所述纳米体系背离所述发光结构的一侧表面或在所述纳米体系靠近所述发光结构的一侧表面设有透明导电层。优选地，所述透明导电层为ITO、ZITO、ZIO、GIO、ZTO、FTO、AZO、GZO中的一种或多种的组合。本专利技术还提供了一种发光二极管的制作方法，所述制作方法用于实现水平结构的发光二极管的制作，其包括如下步骤：步骤S01、提供一衬底；步骤S02、层叠一发光结构于所述衬底表面，所述发光结构至少包括沿生长方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区以及第二型半导体层；步骤S03、将所述发光结构的局部区域蚀刻至部分所述的第一型半导体层，形成凹槽及发光台面；步骤S04、在所述发光台面的表面层叠一透明导电层；步骤S05、在所述透明导电层的表面构建纳米体系，且所述纳米体系的自由振动频率与所述发光结构的入射光光子频率相匹配；可选地，所述纳米体系的自由振动频率大于等于所述发光结构的入射光光子频率，诱导所述纳米体系的电子发生共振，从而使发光结构的局域表面形成等离激元共振(LSPR)效应；步骤S06、沉积第一电极于所述发光台面的表面，所述第一电极与所述第二型半导体层形成欧姆接触；步骤S07、沉积第二电极于所述凹槽内，并与所述第一型半导体层形成欧姆接触。优选地，所述纳米体系包括通过纳米压印工艺形成的若干个金属纳米粒子，或包括由透明介质层及分散于透明介质层中的金属纳米粒子所构成的纳米复合层。优选地，所述纳米体系在所述衬底上的投影面积与所述发光台面在所述衬底上的投影面积的比例取值范围为20％-60％。本专利技术还提供了另一种发光二极管的制作方法，所述制作方法用于实现垂直结构的发光二极管的制作，其包括如下步骤：一种发光二极管的制作方法，其特征在于，所述制作方法用于实现垂直结构的发光二极管的制作，其包括如下步骤：步骤A01、提供一生长衬底；步骤A02、层叠一发光结构于所述生长衬底表面，所述发光结构至少包括沿生长方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区以及第二型半导体层；步骤A03、在所述发光结构的表面层叠一透明导电层；步骤A04、在所述透明导电层的表面构建纳米体系，且所述纳米体系的自由振动频率与所述发光结构的入射光光子频率相匹配；可选地，所述纳米体系的自由振动频率大于等于所述发光结构的入射光光子频率，诱导所述纳米体系的电子发生共振，从而使发光结构的局域表面形成等离激元共振(LSPR)效应；步骤A05、剥离所述生长衬底，并通过转移工艺将所述发光结构转移至衬底，所述衬底为导电衬底；步骤A06、沉积第一电极于所述发光结构的表面，所述第一电极与所述第二型半导体层形成欧姆接触；步骤A07、沉积第二电极于所述衬底背离所述发光结构的一侧表面，所述第二电极通过所述衬底的导电性传导与所述第一型半导体层形成欧姆接触。优选地，所述纳米体系包括通过纳米压印工艺形成的若干个金属纳米粒子，或包括由透明介质层及分散于透明介质层中的金属纳米粒子所构成的纳米复合层。优选地，所述纳米体系在所述衬底上的投影面积与所述发光台面在所述衬底上的投影面积的比例取值范围为20％-60％。经由上述的技术方案可知，本专利技术提供的发光二极管，通过在所述发光结构的表面构建纳米体系，且所述纳米体系的自由振动频率与所述发光结构的入射光光子频率相匹配，使所述发光结构的局域表面形成等离激元共振(LSPR)效应，进而提高发光二极管的亮度。然后，通过所述纳米体系在所述衬底上的投影面积与所述发光结构在所述衬底上的投影面积的比例取值范围为20％-60％的设置，可在较好地满足发光结构的出光面积的同时，还能较好地发挥所述发光结构的局域表面形成等离激元共振(LSPR)效应，进而保证发光二极管的出光率及提高发光二极管的亮度。其次，通过在所述纳米体系背离所述发光结构的一侧表面或在所述纳米体系靠近所述发光结构的一侧表面设有透明导电层，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光二极管，其特征在于，包括：/n衬底；/n设置于所述衬底表面的发光结构；所述发光结构至少包括沿第一方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区及第二型半导体层；所述第一方向垂直于所述衬底，并由所述衬底指向所述发光结构；/n纳米体系，所述纳米体系层叠于所述发光结构的至少一侧表面，且所述纳米体系的自由振动频率与所述发光结构的入射光光子频率相匹配，使发光结构的局域表面形成等离激元共振效应；/n第一电极，所述第一电极层叠于所述发光结构的表面，并与所述第二型半导体层形成欧姆接触；/n第二电极，所述第二电极通过沉积于发光结构的凹槽与所述第一型半导体层形成欧姆接触；或，所述第二电极层叠于所述衬底背离所述发光结构的一侧表面，通过所述衬底的导电性传导与所述第一型半导体层形成欧姆接触。/n

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，其特征在于，包括：
衬底；
设置于所述衬底表面的发光结构；所述发光结构至少包括沿第一方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区及第二型半导体层；所述第一方向垂直于所述衬底，并由所述衬底指向所述发光结构；
纳米体系，所述纳米体系层叠于所述发光结构的至少一侧表面，且所述纳米体系的自由振动频率与所述发光结构的入射光光子频率相匹配，使发光结构的局域表面形成等离激元共振效应；
第一电极，所述第一电极层叠于所述发光结构的表面，并与所述第二型半导体层形成欧姆接触；
第二电极，所述第二电极通过沉积于发光结构的凹槽与所述第一型半导体层形成欧姆接触；或，所述第二电极层叠于所述衬底背离所述发光结构的一侧表面，通过所述衬底的导电性传导与所述第一型半导体层形成欧姆接触。


2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述纳米体系包括通过纳米压印工艺形成的若干个金属纳米粒子，或包括由透明介质层及分散于透明介质层中的金属纳米粒子所构成的纳米复合层。


3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，各所述金属纳米粒子的大小均匀，且各相邻所述金属纳米粒子呈等间距排布。


4.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述金属纳米粒子包括Ag、Au、Pt、Pd、Cu中的至少一种。


5.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述金属纳米粒子呈圆形或椭圆形或多边形。


6.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所有所述金属纳米粒子在所述衬底上的投影面积总和与所述发光结构在所述衬底上的投影面积的比例取值范围为20％-60％。


7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管还包括钝化层，所述钝化层覆盖所述纳米体系及所述发光结构的裸露区域。


8.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，在所述纳米体系背离所述发光结构的一侧表面或在所述纳米体系靠近所述发光结构的一侧表面设有透明导电层。


9.一种发光二极管的制作方法，其特征在于，所述制作方法用于实现水平结构的发光二极管的制作，其包括如下步骤：
步骤S01、提供一衬底；
步骤S02、层叠一发光结构于所述衬底表面，所述发光结构至少包括沿生长方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区以及第二型半导体层；
步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：张书山，邬新根，周弘毅，刘英策，王锐，
申请(专利权)人：厦门乾照光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35