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；在所述外延生长面设置一掩模层，其形成有多个沿同一方向延伸的凹槽及多个条形凸起结构；刻蚀所述基底，在此过程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，在所述外延生长面形成一M形三维纳米结构阵列；在所述三维纳米结构阵列表面依次生长一第一半导体层、一活性层及第二半导体层；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。现有的发光二极管的光取出效率(光取出效率通常指活性层中所产生的光从发光二极管内部释放出的效率)较低，其主要原因是由于半导体(通常为氮化镓)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，直至以热等方式耗散。为了解决上述问题，人们通过各种手段来提高发光二极管的光取出效率，例如，使出光表面粗糙化以减少反射。然而， 通过现有技术制备的发光二极管，对所述发光二极管的光取出效率的提高能力有限，进而限制了发光二极管的应用。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种能够进一步提高发光二极管的光取出效率的发光二极管制备方法。一种，包括以下步骤提供一基底；在所述基底的至少一表面设置一图案化的掩模层，所述图案化的掩模层包括沿同一方向延伸的多个条形凸起结构，相邻的条形凸起结构之间形成一凹槽，所述基底表面通过该凹槽暴露出来；刻蚀所述基底，使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，在所述基底至少一表面形成多个M形三维纳米结构；在所述三维纳米结构阵列一表面依次生长一第一半导体层、一活性层及第二半导体层；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覆盖所述第二半导体层远离基底的表面。—种，包括以下步骤提供一基底，所述基底具有相对的一第一表面及一第二表面；在所述基底的第一表面依次生长一第一半导体层、一活性层及第二半导体层；设置一第一电极与所述第一半导体层电连接；设置一第二电极覆盖所述第二半导体层远离基底的表面；在所述基底的第二表面形成一介质层；在所述介质层远离基底的表面设置一图案化的掩模层，所述 图案化的掩模层包括沿同一方向延伸的多个条形凸起结构，相邻的条形凸起结构之间形成一凹槽，所述介质层表面通过该凹槽暴露出来；刻蚀所述介质层，使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，在所述介质层表面形成多个M形三维纳米结构。与现有技术相比较，本专利技术所述中，通过在所述基底表面利用掩模层及刻蚀的方法形成多个M形三维纳米结构，并以阵列形式设置形成一三维纳米结构阵列，制备工艺简单，效率高，并且有利于制备大面积的三维纳米结构阵列，进而可方便且批量的制备高效率的发光二极管。同时，在基底表面设置所述三维纳米结构阵列有利于降低后续生长的半导体层中的位错密度，提高其质量，进而有利于提高发光二极管的性倉泛。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所示的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为本专利技术第二实施例提供的的流程图。图9为本专利技术第三实施例提供的发光二极管的结构示意图。图10为本专利技术第三实施例提供的的流程图。主要元件符号说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管的制备方法，包括以下步骤：提供一衬底；在所述衬底的至少一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并排延伸的条形凸起结构，相邻的条形凸起结构间隔设置形成一沟槽，所述基底表面通过该沟槽暴露出来；刻蚀所述衬底，使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，在所述衬底至少一表面形成多个M形三维纳米结构；在所述三维纳米结构阵列表面依次生长一第一半导体层、一活性层及第二半导体层；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衬底；在所述衬底的至少一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并排延伸的条形凸起结构，相邻的条形凸起结构间隔设置形成一沟槽，所述基底表面通过该沟槽暴露出来；刻蚀所述衬底，使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，在所述衬底至少一表面形成多个M形三维纳米结构；在所述三维纳米结构阵列表面依次生长一第一半导体层、一活性层及第二半导体层；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，所述刻蚀所述衬底的过程中，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，对应闭合位置处的衬底被刻蚀的速度小于未闭合位置处衬底被刻蚀的速度。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，在刻蚀所述衬底过程中，在所述闭合的两个条形凸起结构之间的衬底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衬底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M形三维纳米结构。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。5.如权利要求4所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述衬底的刻蚀过程包括以下步骤对未被掩模层覆盖的衬底表面进行刻蚀，使衬底表面形成多个凹槽，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两两靠在一起而闭合，所述等离子体对该闭合位置内所述衬底的刻蚀速率逐渐减小，从而在衬底的表面形成第一凹槽，在未发生闭合的两个条形凸起结构之间，形成第二凹槽，所述第二凹槽的深度大于所述第一凹槽的深度。6.如权利要求4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。7.如权利要求6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O. 5帕 15帕，刻蚀时间为5秒 5分钟。8.如权利要求7所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述Cl2的通入速率为2sccm 60sccm,所述BCl3的通入...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱振东，李群庆，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：