发光二极管的制备方法技术

本发明专利技术提供一种发光二极管的制备方法，包括以下步骤：提供一基底，所述基底具有一外延生长面；在所述外延生长面生长一第一半导体层；在所述第一半导体层远离基底的表面形成多个M形三维纳米结构；在所述多个三维纳米结构表面形成一活性层及第二半导体层，所述活性层与第一半导体层接触表面与所述多个三维纳米结构啮合；刻蚀所述第二半导体层及活性层，暴露出第一半导体层的部分表面；在暴露的第一半导体层表面设置一第二电极与所述第一半导体层电连接；以及设置一第二电极与所述第二半导体层电连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其涉及一种具有三维纳米结构阵列的。
技术介绍
由氮化镓半导体材料制成的高效蓝光、绿光和白光发光二极管具有寿命长、节能、绿色环保等显著特点，已被广泛应用于大屏幕彩色显示、汽车照明、交通信号、多媒体显示和光通讯等领域，特别是在照明领域具有广阔的发展潜力。传统的发光二极管通常包括N型半导体层、P型半导体层、设置在N型半导体层与P型半导体层之间的活性层、设置在P型半导体层上的P型电极(通常为透明电极)以及设置在N型半导体层上的N型电极。发光二极管处于工作状态时，在P型半导体层与N型半导体层上分别施加正、负电压，这样，存在于P型半导体层中的空穴与存在于N型半导体层中的电子在活性层中发生复合而产生光子，且光子从发光二极管中射出。然而，现有的制备的发光二极管发光效率不够高，部分原因是由于现有方法制备的活性层与N型半导体层或P型半导体层之间的接触面积不够大，从而导致空穴与电子的复合密度较小，使得产生的光子数量较少，进而限制了发光二极管的出光效率。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一发光效率较高的。一种，包括以下步骤:提供一基底，所述基底具有一外延生长面；在所述基底的外延生长面生长一第一半导体层；在所述第一半导体层表面设置一图案化的掩模层，所述图案化的掩模层包括多个条形凸起结构并排延伸，相邻的条形凸起结构之间形成一沟槽，所述第一半导体层通过该沟槽暴露出来；刻蚀所述第一半导体层，在所述第一半导体层远离基底的表面形成多个凹槽，使所述掩模层中相邻的多个条形凸起结构依次两两闭合；去除所述掩模层，在所述第一半导体层远离基底的表面形成多个M形三维纳米结构，从而形成一图案化的表面；在所述多个三维纳米结构表面依次形成一活性层及第二半导体层，所述活性层与第一半导体层接触的表面与所述第一半导体层图案化的表面相啮合；刻蚀所述第二半导体层及活性层，暴露出第一半导体层的部分表面；在暴露的第一半导体层表面设置一第一电极与所述第一半导体层电连接；以及设置一第二电极与所述第二半导体层电连接。—种，包括以下步骤:提供一基底，所述基底具有一外延生长面；在所述外延生长面生长一第一半导体层；在所述第一半导体层表面设置一图案化的掩模层，所述图案化的掩模层包括多个条形凸起结构并排延伸，相邻的条形凸起结构之间形成一沟槽，所述第一半导体层通过该沟槽暴露出来；刻蚀所述第一半导体层，使所述掩模层中相邻的多个条形凸起结构依次两两闭合，形成多个三维纳米结构预制体；去除所述掩模层，在所述第一半导体层远离基底的表面形成多个M形三维纳米结构，从而形成以图案化的表面；在所述多个三维纳米结构表面形成一活性层，所述活性层与第一半导体层接触表面与所述图案化的表面相啮合，所述活性层远离第一半导体层的表面进一步形成多个三维纳米结构；在所述活性层中三维纳米结构的表面生长一第二半导体层；刻蚀所述第二半导体层及活性层，暴露出第一半导体层的部分表面；在暴露的第一半导体层表面设置一第二电极与所述第一半导体层电连接；以及设置一第二电极与所述第二半导体层电连接。一种，包括以下步骤:提供一基底，所述基底具有一外延生长面；在所述外延生长面生长一第一半导体层；在所述第一半导体层表面设置一图案化的掩模层；刻蚀所述第一半导体层，形成多个三维纳米结构预制体；去除所述掩模层，在所述第一半导体层远离基底的表面形成多个三维纳米结构，从而形成一图案化的表面；在所述多个三维纳米结构表面依次形成一活性层及第二半导体层，所述活性层的与第一半导体层接触的表面与所述第一半导体层图案化的表面相啮合；刻蚀所述第二半导体层及活性层，暴露出第一半导体层的部分表面；在暴露的第一半导体层表面设置一第一电极与所述第一半导体层电连接；以及设置一第二电极与所述第二半导体层电连接。与现有技术相比较，本专利技术的发光二极管制备方法中，通过在所述活性层至少一表面形成多个三维纳米结构，因此增大了所述活性层与N型层及P型层之间的接触面积，增大了空穴与电子的复合几率，提高了复合密度，进而提高了所述发光二极管的发光效率，制备方法简单，效率高。附图说明 图1为本专利技术第一实施例提供的发光二极管的结构示意图。图2为图1所示的发光二极管中三维纳米结构阵列的结构示意图。图3为图2所示的三维纳米结构阵列的扫描电镜照片。图4为图2所示的三维纳米结构阵列沿IV-1V线的剖视图。图5为本专利技术第一实施例提供的的流程图。图6为图5中三维纳米结构阵列的制备方法的流程图。图7为本专利技术第二实施例提供的发光二极管的结构示意图。图8为图7中所示发光二极管中活性层的结构示意图。图9为本专利技术第二实施例提供的的流程图。主要元件符号说明发光二极管110，20基底_100_夕卜延生长面_101_掩模层_ 103—凸起结构_1031_ 第一掩模层—1032—沟槽1033一 第二掩模层—1034 第一半导体层HF本体部分_IlOa_ 凸起部分IlOb 蛋一电极111本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管的制备方法，包括以下步骤：提供一基底，所述基底具有一外延生长面；在所述基底的外延生长面生长一第一半导体层；在所述第一半导体层表面设置一图案化的掩模层，所述图案化的掩模层包括多个条形凸起结构并排延伸，相邻的条形凸起结构之间形成一沟槽，所述第一半导体层通过该沟槽暴露出来；刻蚀所述第一半导体层，在所述第一半导体层远离基底的表面形成多个凹槽，使所述掩模层中相邻的多个条形凸起结构依次两两闭合；去除所述掩模层，在所述第一半导体层远离基底的表面形成多个M形三维纳米结构，从而形成一图案化的表面；在所述多个三维纳米结构表面依次形成一活性层及第二半导体层，所述活性层与第一半导体层接触的表面与所述第一半导体层图案化的表面相啮合；刻蚀所述第二半导体层及活性层，暴露出第一半导体层的部分表面；在暴露的第一半导体层表面设置一第一电极与所述第一半导体层电连接；以及设置一第二电极与所述第二半导体层电连接。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管的制备方法，包括以下步骤: 提供一基底，所述基底具有一外延生长面； 在所述基底的外延生长面生长一第一半导体层； 在所述第一半导体层表面设置一图案化的掩模层，所述图案化的掩模层包括多个条形凸起结构并排延伸，相邻的条形凸起结构之间形成一沟槽，所述第一半导体层通过该沟槽暴露出来； 刻蚀所述第一半导体层，在所述第一半导体层远离基底的表面形成多个凹槽，使所述掩模层中相邻的多个条形凸起结构依次两两闭合； 去除所述掩模层，在所述第一半导体层远离基底的表面形成多个M形三维纳米结构，从而形成一图案化的表面； 在所述多个三维纳米结构表面依次形成一活性层及第二半导体层，所述活性层与第一半导体层接触的表面与所述第一半导体层图案化的表面相啮合； 刻蚀所述第二半导体层及活性层，暴露出第一半导体层的部分表面； 在暴露的第一半导体层表面设置一第一电极与所述第一半导体层电连接；以及 设置一第二电极与所述第二半导体层电连接。2.如权利要求1所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述刻蚀所述第一半导体层的过程中，掩模层中相邻两个条形凸起结构的顶端逐渐靠在一起，使所述多个条形凸起结构依次两两闭合，在所述相邻两个条形凸起结构闭合的过程中，对应闭合位置处的第一半导体层被刻蚀的速度小于未`闭合位置处第一半导体层被刻蚀的速度。3.如权利要求2所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，在所述闭合的两个条形凸起结构之间的第一半导体层表面形成一第一凹槽，未闭合的相邻的两个条形凸起结构之间的第一半导体层表面形成一第二凹槽，且所述第一凹槽的深度小于第二凹槽的深度，形成所述M形三维纳米结构。4.如权利要求3所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，形成所述第一凹槽的深度为30纳米 120纳米，形成所述第二凹槽的深度为100纳米 200纳米。5.如权利要求1所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述活性层的外延晶粒沿基本平行于所述外延生长面的方向水平生长，所述活性层远离所述第一半导体层的表面为一平面。6.如权利要求5所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述活性层与第一半导体层接触的表面形成一纳米图形，且所述纳米图形与所述第一半导体层的三维纳米结构形成的纳米图形相啮合。7.如权利要求5所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述第一半导体层的三维纳米结构包括一第一凸棱及第二凸棱，与所述第一凸棱及第二凸棱对应位置处的活性层表面形成一凹槽，与第一凹槽及第二凹槽对应位置处的活性层表面形成一凸棱。8.如权利要求1所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述第一半导体层的刻蚀方法为在一感应耦合等离子体系统中通过等离子刻蚀的方法。9.如权利要求8所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述刻蚀第一半导体层的方法具体包括以下步骤: 对未被掩模层覆盖的第一半导体层表面进行刻蚀，使第一半导体层表面形成多个凹槽，所述凹槽的深度基本相同； 在所述等离子体的轰击作用下，所述掩模层中相邻的两个条形凸起结构逐渐相向倾倒，使所述两个条形凸起结构的顶端逐渐依次两两靠在一起而闭合，所述等离子体对该闭合位置内所述第一半导体层的刻蚀速率逐渐减小，从而在第一半导体层表面的该位置处形成第一凹槽，在未发生闭合的两个条形凸起结构之间，形成第二凹槽，且形成的所述第二凹槽的深度大于所述第一凹槽的深度。10.如权利要求8所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述等离子体刻蚀中的刻蚀气体包括Cl2、BC13、O2及Ar2气体。11.如权利要求9所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述刻蚀气体的通入速率为8sccnTl50sccm，形成的气压为0.5帕 15帕，刻蚀时间为5秒 5分钟。12.如权利要求10所述的发光...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱振东，李群庆，张立辉，陈墨，范守善，
申请(专利权)人：清华大学，鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：