发光二极管的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种发光二极管的制备方法，其包括以下步骤：提供一基底；在基底依次外延生长一有源层，该有源层包括缓冲层、一第一半导体层、一活性层以及一第二半导体层；形成一第三光学对称层于所述第二半导体层远离基底的表面；形成一金属层于所述第三光学对称层远离基底的表面；形成一第四光学对称层于所述金属层远离基底的表面；形成一第一光学对称层于第四光学对称层远离基底的表面，该第一光学对称层的折射率n1与缓冲层和有源层的整体的等效折射率n2的差值?n1于等于0.3，其中?n1=|n1-n2|；去除所述基底，暴露出第一半导体层；以及在第一半导体层暴露的表面制备一第一电极，制备一第二电极与第二半导体层电连接。

【技术实现步骤摘要】
发光二极管的制备方法
本专利技术涉及一种发光二极管的制备方法。
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一基底、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。所述N型半导体层、活性层以及P型半导体层依次层叠设置在基底表面。所述P型半导体层远离基底的表面作为发光二极管的出光面。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，光从发光二极管中射出。然而，由于半导体的折射率大于空气的折射率，来自活性层的大角度光在半导体与空气的界面处发生全反射，从而大部分大角度光被限制在发光二极管的内部，直至被发光二极管内的材料完全吸收，影响了发光二极管的出光率。然而，来自活性层的近场倏逝光波在向外辐射的过程中均由于迅速衰减而无法出射，从而被限制在半导体结构的内部，被半导体结构内的材料完全吸收，影响了半导体结构的出光率。
技术实现思路
综上所述，确有必要提供一种光取出效率较高的发光二极管的制备方法。本专利技术涉及一种发光二极管的制备方法，其包括以下步骤：步骤a：提供一基底，该基底具有一外延生长面；步骤b：在基底的外延生长面依次外延生长一有源层，该有源层包括缓冲层、一第一半导体层、一活性层以及一第二半导体层；步骤c：形成一第三光学对称层于所述第二半导体层远离基底的表面，所述第三光学对称层的折射率的范围为1.2至1.5；步骤d：形成一金属层于所述第三光学对称层远离基底的表面；步骤e：形成一第四光学对称层于所述金属层远离基底的表面，所述第四光学对称层的折射率的范围为1.2至1.5；步骤f：形成一第一光学对称层于所述第四光学对称层远离基底的表面，该第一光学对称层的折射率n1与所述缓冲层和有源层的整体的等效折射率n2的差值∆n1于等于0.3，其中∆n1=|n1-n2|；步骤g：去除所述基底，暴露出所述第一半导体层；以及步骤h：在第一半导体层暴露的表面制备一第一电极，制备一第二电极与第二半导体层电连接。与现有技术相比，本专利技术提供的发光二极管的制备方法具有以下有益效果：由活性层产生的近场倏逝波到达金属层后，在金属层的作用下近场倏逝波被放大并转换成为金属等离子体，金属等离子体被金属层散射，从而向周围传播，由于发光二极管以金属层为对称中心，位于金属层两侧对称位置的两元件的折射率相近，因此，该对称结构可改变金属等离子体的场分布，使得金属等离子体均匀地向金属层的上下两侧均匀传播，金属等离子体经由第一光学对称层和基底均匀出射。附图说明图1为本专利技术第一实施例提供的半导体结构的结构示意图。图2为本专利技术第二实施例提供的半导体结构的结构示意图。图3为本专利技术第三实施例提供的半导体结构的结构示意图。图4为本专利技术第四实施例提供的半导体结构的结构示意图。图5为本专利技术第五实施例提供的半导体结构的结构示意图。图6为图5中的半导体结构中形成有三维纳米结构的第二半导体层的结构示意图。图7为图5中的半导体结构中形成有三维纳米结构的第二半导体层的扫描电镜示意图。图8为本专利技术第六实施例提供的发光二极管的结构示意图。图9为本专利技术第七实施例提供的图8中的发光二极管的制备方法的工艺流程图。图10为本专利技术第九实施例提供的发光二极管的结构示意图。图11为本专利技术第十一实施例提供的发光二极管的结构示意图。图12为本专利技术第十二实施例提供的发光二极管的结构示意图。图13为本专利技术第十四实施例提供的发光二极管的结构示意图。图14为本专利技术第十六实施例提供的发光二极管的结构示意图。图15为本专利技术第十七实施例提供的太阳能电池的结构示意图。图16为本专利技术第十八实施例提供的波导管的横截面示意图。主要元件符号说明10半导体结构20发光二极管30太阳能电池40波导管110基底112外延生长面116缓冲层120第一半导体层124第一电极130活性层140第二半导体层140a本体部分140b凸起部分143三维纳米结构144第二电极150第三光学对称层160金属层161金属层的第一侧面162金属层的第二侧面170第四光学对称层180第一光学对称层190第二光学对称层192反射元件310入光端面320出光端面1132第一凸棱1134第二凸棱1136第一凹槽1138第二凹槽如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式以下将结合附图详细说明本专利技术提供的半导体结构、发光二极管及其制备方法的实施例以及具体实施例。请参阅图1，本专利技术第一实施例提供一种半导体结构10，其包括一基底110、一缓冲层116、一第一半导体层120、一活性层130、一第二半导体层140、一第三光学对称层150、一金属层160、一第四光学对称层170、一第一光学对称层180以及一第二光学对称层190。所述缓冲层116、第一半导体层120、活性层130、第二半导体层140、第三光学对称层150、金属层160、第四光学对称层170、第一光学对称层180以及第二光学对称层190依次层叠设置于所述基底110的表面。所述缓冲层116靠近所述基底110的一外延生长表面112设置。所述第三光学对称层150与第四光学对称层170的折射率一致。所述第一半导体层120、活性层130以及第二半导体层140构成半导体结构10的有源层。所述第一光学对称层180的折射率n1与所述缓冲层116和有源层的整体的等效折射率n2的差值∆n1小于等于0.3，其中∆n1=|n1-n2|，第二光学对称层190的折射率n3与基底110的折射率n4之差小于等于0.1，其中∆n2=|n3-n4|。所述半导体结构10以金属层160为对称中心，位于金属层160两侧对称位置的两元件的折射率相近。故，该半导体结构10为一光学对称结构。所述基底110为一透明材料，其提供了用于生长第一半导体层120的一外延生长面112。所述基底110的外延生长面112是分子平滑的表面，且去除了氧或碳等杂质。所述基底110可为单层或多层结构。当所述基底110为单层结构时，该基底110可为一单晶结构体，且具有一晶面作为第一半导体层120的外延生长面112。所述单层结构的基底110的材料可以SOI(silicononinsulator，绝缘基底上的硅)、LiGaO2、LiAlO2、Al2O3、Si、GaAs、GaN、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、AlP、AlAs、AlSb、AlN、GaP、SiC、SiGe、GaMnAs、GaAlAs、GaInAs、GaAlN、GaInN、AlInN、GaAsP、InGaN、AlGaInN、AlGaInP、GaP:Zn或GaP:N等。当所述基底110为多层结构时，其需要包括至少一层上述单晶结构体，且该单晶结构体具有一晶面作为第一半导体层120的外延生长面112。所述基底110的材料可以根据所要生长的第一半导体层120来选择，优选地，使所述基底110与第一半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管的制备方法，其包括以下步骤：步骤a：提供一基底，该基底具有一外延生长面；步骤b：在基底的外延生长面依次外延生长一有源层，该有源层包括缓冲层、一第一半导体层、一活性层以及一第二半导体层；步骤c：形成一第三光学对称层于所述第二半导体层远离基底的表面，所述第三光学对称层的折射率的范围为1.2至1.5；步骤d：形成一金属层于所述第三光学对称层远离基底的表面；步骤e：形成一第四光学对称层于所述金属层远离基底的表面，所述第四光学对称层的折射率的范围为1.2至1.5；步骤f：形成一第一光学对称层于所述第四光学对称层远离基底的表面，该第一光学对称层的折射率n1与所述缓冲层和有源层的整体的等效折射率n2的差值?n1于等于0.3，其中?n1=|n1?n2|；步骤g：去除所述基底，暴露出所述第一半导体层；以及步骤h：在第一半导体层暴露的表面制备一第一电极，制备一第二电极与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，其包括以下步骤：步骤a：提供一基底，该基底具有一外延生长面；步骤b：在基底的外延生长面依次外延生长一缓冲层、一有源层，该有源层包括一第一半导体层、一活性层以及一第二半导体层；步骤c：形成一第三光学对称层于所述第二半导体层远离基底的表面，所述第三光学对称层的折射率的范围为1.2至1.5；步骤d：形成一金属层于所述第三光学对称层远离基底的表面；步骤e：形成一第四光学对称层于所述金属层远离基底的表面，所述第四光学对称层的折射率的范围为1.2至1.5；步骤f：形成一第一光学对称层于所述第四光学对称层远离基底的表面，该第一光学对称层的折射率n1与所述缓冲层和有源层的整体的等效折射率n2的差值Δn1于等于0.3，其中Δn1＝|n1-n2|；步骤g：去除所述基底，暴露出所述第一半导体层；以及步骤h：在第一半导体层暴露的表面制备一第一电极，制备一第二电极与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，所述金属层的材料为金、银、铝、铜、金银合金、金铝合金或银铝合金。3.如权利要求1所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤d中，所述金属层的厚度为10纳米至30纳米。4.如权利要求1所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤b中，所制备得到的第二半导体层的厚度为5纳米至20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，所制备的第三光学对称层和所制备的第四光学对称层的折射率相等。6.如权利要求1所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所制备的第三光学对称层和所制备的第四光学对称层的厚度分别为5纳米至40纳米。7.如权利要求1所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤f中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张淏酥，朱钧，李群庆，金国藩，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：