半导体结构制造技术

本发明专利技术涉及一种半导体结构，其包括：一有源层，包括依次层叠设置的一第一半导体层、一活性层以及一第二半导体层；一第三光学对称层设置于所述第二半导体层远离基底的一侧，所述第三光学对称层的折射率的范围为1.2至1.5；一金属层设置于所述第三光学对称层远离基底的一侧；一第四光学对称层设置于所述金属层远离基底的一侧，所述第四光学对称层的折射率的范围为1.2至1.5；以及一第一光学对称层设置于所述第四光学对称层远离基底的一侧，所述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|。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构
本专利技术涉及一种半导体结构。
技术介绍
由氮化镓半导体材料制成的高效蓝光、绿光和白光半导体结构具有寿命长、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。传统的半导体结构通常包括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。所述P型半导体层远离基底的表面作为半导体结构的出光面。半导体结构处于工作状态时，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，光从半导体结构中射出。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半导体结构。一种半导体结构，其包括：一有源层，包括依次层叠设置的一第一半导体层、一活性层以及一第二半导体层；一第三光学对称层设置于所述第二半导体层远离基底的一侧，所述第三光学对称层的折射率的范围为1.2至1.5；一金属层设置于所述第三光学对称层远离基底的一侧；一第四光学对称层设置于所述金属层远离基底的一侧，所述第四光学对称层的折射率的范围为1.2至1.5；以及一第一光学对称层设置于所述第四光学对称层远离基底的一侧，所述第一光学对称层的折射率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于等于0.3，其中∆n1=|n1-n2|。与现有技术相比，本专利技术提供的半导体结构具有以下有益效果：第一，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，由于半导体结构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二光学对称层和基底均匀出射；第二，所述半导体结构在使用过程中，给第一半导体层和第二半导体层分别施加电压，第一半导体层和第二半导体层将分别产生电子和空穴，该电子和空穴在活性层中结合产生近场倏逝波，由活性层产生的光子传播至金属层后，金属层在光子的作用下产生金属等离子体，金属等离子体向周围传播，当金属等离子体传播到达活性层之后，与活性层中的量子阱相互作用，使活性层激光出更多的光子。如此，在金属层和活性层的相互作用下，活性层可以产生出更多的光子，使半导体结构的发光效率较高。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与第一半导体层120具有相近的晶格常数以及热膨胀系数。所述基底110的厚度、大小和形状不限，可以根据实际需要选择。所述基底110不限于上述列举的材料，只要具有支持第一半导体层120生长的外延生长面112的透明基底110均属于本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构，其包括：一有源层，包括依次层叠设置的一第一半导体层、一活性层以及一第二半导体层；其特征在于，进一步包括一第三光学对称层设置于所述第二半导体层远离基底的表面并接触设置，所述第三光学对称层的折射率的范围为1.2至1.5；一金属层设置于所述第三光学对称层远离基底的表面并接触设置；一第四光学对称层设置于所述金属层远离基底的表面并接触设置，所述第四光学对称层的折射率的范围为1.2至1.5；以及一第一光学对称层设置于所述第四光学对称层远离基底的表面并接触设置，所述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小于等于0.3，其中?n1=|n1?n2|。

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其包括：一有源层，包括依次层叠设置的一第一半导体层、一活性层以及一第二半导体层；其特征在于，进一步包括一第三光学对称层设置于所述第二半导体层远离第一半导体层的表面并接触设置，所述第三光学对称层的折射率的范围为1.2至1.5；一金属层设置于所述第三光学对称层远离第一半导体层的表面并接触设置；一第四光学对称层设置于所述金属层远离第一半导体层的表面并接触设置，所述第四光学对称层的折射率的范围为1.2至1.5；以及一第一光学对称层设置于所述第四光学对称层远离第一半导体层的表面并接触设置，所述第一光学对称层的折射率n1与有源层的整体的等效折射率n2的差值Δn1小于等于0.3，其中Δn1＝|n1-n2|。2.如权利要求1所述的半导体结构，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所述的半导体结构，其特征在于，所述第三光学对称层的折射率与第四光学对称层的折射率一致。4.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第三光学对称层或所述第四光学对称层的厚度为5纳米至40纳米。5.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一光学对称层的折射率的范围为2.2至2.8。6.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一光学对称层的材料为二氧化钛、氧化铪、氧化锆、聚酰亚胺或者三氧化二钇。7.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构进一步包括多个三维纳米结构，所述三维纳米结构设置于金属层分别与第三光学对称层和第四光学对称层接触的表面。8.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构进一步包括多个三维纳米结构，所述三维纳米结构设置于第一半导体层、活性层、第二半导体层、第三光学对称层、金属层、第四光学对称层、第一光学对称层以及第二光学对称层的表面。9.如权利要求8所述的半导体结构，其特征在于，所述多个三维纳米结构并排延伸，每一所述三维纳米结构包括一第一凸棱及一第二凸棱，所述第一凸...

【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：