发光二极管的制备方法
【专利摘要】本发明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外延生长一有源层，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依次层叠设置于所述基底的一表面，且所述第一半导体层靠近基底设置；步骤c：形成一金属等离子体产生层于所述第二半导体层远离基底的一侧；步骤d：形成一折射率与所述有源层的整体的等效折射率之差小于0.3的第一光学对称层；步骤e：去除所述基底，暴露出所述第一半导体层；以及步骤f：在所述第一半导体层暴露的表面制备一第一电极，制备一第二电极与所述第二半导体层电连接。
【专利说明】发光二极管的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发光二极管的制备方法。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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，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。
【发明内容】
[0004]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。
[0005]本发明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外延生长一有源层，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依次层叠设置于所述基底的一表面，且所述第一半导体层靠近基底设置；步骤c:形成一金属等离子体产生层于所述第二半导体层远离基底的一侧；步骤d:形成一折射率与所述有源层的整体的等效折射率之差小于0.3的第一光学对称层；步骤e:去除所述基底，暴露出所述第一半导体层；以及步骤f:在所述第一半导体层暴露的表面制备一第一电极，制备一第二电极与所述第二半导体层电连接。
[0006]与现有技术相比，本发明提供的发光二极管具有以下有益效果:由活性层产生的近场倏逝波到达金属等离子体产生层后，在金属等离子体产生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等离子体产生层散射，从而向周围传播，由于发光二极管以金属等离子体产生层为对称中心，位于金属等离子体产生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等离子体产生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。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本发明第一实施例提供的半导体结构的结构示意图。[0008]图2为本发明第二实施例提供的半导体结构的结构示意图。
[0009]图3为本发明第三实施例提供的半导体结构的结构示意图。
[0010]图4为本发明第四实施例提供的半导体结构的结构示意图。
[0011]图5为本发明第五实施例提供的半导体结构的结构示意图。
[0012]图6为图5中的半导体结构中三维纳米结构阵列的结构示意图。
[0013]图7为一形成有三维纳米结构的第二半导体层。
[0014]图8为本发明第六实施例提供的发光二极管的结构示意图。
[0015]图9为本发明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。
[0016]图10为本发明第九实施例提供的发光二极管的结构示意图。
[0017]图11为本发明第十一实施例提供的发光二极管的结构示意图。
[0018]图12为本发明第十二实施例提供的发光二极管的结构示意图。
[0019]图13为本发明第十三实施例提供的发光二极管的结构示意图。
[0020]图14为本发明第十四实施例提供的发光二极管的结构示意图。
[0021]主要元件符号说明
【权利要求】
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外延生长一有源层，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依次层叠设置于所述基底的一表面，且所述第一半导体层靠近基底设置； 步骤C:形成一金属等离子体产生层于所述第二半导体层远离基底的一侧； 步骤d:形成一折射率与所述有源层的整体的等效折射率之差小于0.3的第一光学对称层于金属等离子体产生层远离基底的表面； 步骤e:去除所述基底，暴露出所述第一半导体层；以及 步骤f:在所述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，所述步骤c中，所述金属等离子体产生层的材料为金属或金属陶瓷。
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，所述步骤c中，所述金属等离子体产生层的制备方法为蒸镀或溅射。
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c中，所述金属陶瓷层的厚度为10纳米至30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。
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，所述步骤b结束后，所述步骤c进行之前进一步包括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的步骤g，所述步骤c结束后，所述步骤d进行之前进一步包括形成一第四光学对称层于所述金属等离子体产生层远离基底的表面的步骤h。
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，所制备的第三光学对称层或所制备的第四光学对称层的厚度为5纳米至40纳米。
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，所述步骤d中，所制备的第一光学对称层的厚度与有源层的整体厚度一致。
9.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结束后，所述步骤c进行之前进一步包括一形成多个三维纳米结构的步骤i。
10.如权利要求9所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤i包括以下阶段: 在所述第二半导体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； 刻蚀所述第二半导体层，在所述第二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；以及 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。
11.如权利要求10所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述刻蚀所述第二半导体层的过程中，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二半导体层被刻蚀的速度。
12.如权利要求11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二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二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。
13.如权利要求1所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述基底的去除方法包括激光照射法、腐蚀法以及 温差分离法。
【文档编号】H01L33/00GK103474523SQ201210185699
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年6月7日 优先权日:2012年6月7日
【发明者】朱钧, 张淏酥, 李群庆, 金国藩, 范守善 申请人:清华大学, 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司