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：一第一半导体层；一活性层以及一第二半导体层依次层叠设置于所述第一半导体层的一表面；以及一金属陶瓷层，其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。所述半导体结构在应用中具有良好的发光效果。

【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(衰减距离小于20纳米的波)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：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；以及一金属陶瓷层，其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。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：虽然活性层产生的近场倏逝波中的大部分会在传播过程中衰减，但是仍有少量的近场倏逝波会传播至金属陶瓷层，由活性层产生的微量近场倏逝波到达金属陶瓷层后，在金属陶瓷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陶瓷层散射，从而向周围传播，金属等离子体由基底一侧出射并耦合成为可见光，如此，可使活性层中产生的金属等离子体被提取。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为图4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6为图4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7为本专利技术第五实施例提供的发光二极管的结构示意图。图8为本专利技术第六实施例提供的制备图7中的发光二极管的工艺流程图。图9为本专利技术第七实施例提供的发光二极管的结构示意图。图10为本专利技术第八实施例提供的制备图9中的发光二极管的工艺流程图。图11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12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13为本专利技术第十二实施例提供的太阳能电池的结构示意图。图14为本专利技术第十三实施例提供的波导管的结构示意图。图15为本专利技术第一实施例提供的发光二极管的增强因子和频率的关系图。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32第一收集电极34第二收集电极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126第一硅层130活性层136光电转换层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146第二硅层150保护层160金属陶瓷层161金属陶瓷层的第一侧面162金属陶瓷层的第二侧面170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、一保护层150以及一金属陶瓷层160。所述缓冲层116、第一半导体层120、活性层130、第二半导体层140、保护层150以及金属陶瓷层160依次层叠设置于所述基底110的一外延生长表面112，所述缓冲层116靠近所述基底110的一外延生长表面112设置。可以理解，所述半导体结构10可仅包括所述缓冲层116、第一半导体层120、活性层130、第二半导体层140、保护层150以及金属陶瓷层160。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均属于本专利技术的保护范围。本专利技术第一实施例中，基底110的材料为蓝宝石。可以理解地，本专利技术中所述述基底110的远离活性层130的表面作为出光面，因此，可对所述基底110的远离活性层130的表面进行抛光，使该表面具有一定的粗糙度，从而可使活性层130中产生的光更好的出射。所述缓冲层116设置于基底110和第一半导体层120之间，并与基底110和第一半导体层120分别接触，此时第一半导体层120靠近基底110的表面与缓冲层116接触。所述缓冲层116有利于提高材料的外延生长质量，减少晶格失配，使所述第一半导体层120的生长质量较好。所述缓冲层116的厚度为10纳米至300纳米，其材料为低温氮化镓或低温氮化铝等。优选地，所述缓冲层116的厚度为20纳米至50纳米。本实施例中，所述缓冲层116的材料为低温氮化镓，其厚度为20纳米。所述第一半导体层120的厚度可以根据需要制备。具体地，所述第一半导体层120的生长的厚度可为1微米至15微米。所述第一半导体层120为一掺杂的半导体层，该掺杂的半导体层可为N型半导体层或P型半导体层两种类型，所述N型半导体层的材料包括N型氮化镓、N型砷化镓及N型磷化铜等中的一种，所述P型半导体层的材料包括P型氮化镓、P型砷化镓及P型磷化铜等材料中的一种。所述N型半导体层具有提供电子移动场所的作用，所述P型半导体层具有提供空穴移动场所的作用。本实施例中，所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构，其包括：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：进一步包括一金属陶瓷层，其设置于所述第二半导体层远离所述活性层的表面且接触设置。

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其包括：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：进一步包括一金属陶瓷层，其设置于所述第二半导体层远离所述活性层的表面且接触设置，所述金属陶瓷层的材料的折射率为一复数，且该复数的虚部大于零或者小于零，所述金属陶瓷层的材料的介质常数为一复数，且该复数的实部为一个负数。2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述金属陶瓷层为金属材料和电介质材料构成的复合材料层。3.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述金属陶瓷层中所述电介质材料所占的质量百分比小于等于40％。4.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述金属材料为金、银、铝、铜、金银合金、金铝合金或银铝合金。5.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述电介质材料包括二氧化硅、硅以及陶瓷材料中的一种。6.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述金属陶瓷层为二氧化硅和银的复合材料层。7.如权利要求6所述的半导体结构，其特征在于，所述金属陶瓷层中所述二氧化硅所占的质量百分比为20％。8.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，进一步包括多个三维纳米结构设置于所述第一半导体层、活性层、第二半导体层、金属陶瓷层的表面。9.如权利要求8所述的半导体结构，其特征在于，所述三维纳米结构包括一第一凸棱及一第二凸...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱钧，张淏酥，朱振东，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：