具有纳米结构的发光二极管的制作方法

本实用新型属于半导体领域，尤其涉及一种在电极与外延层接触面上设置纳米结构以增强电极粘附性和电流扩展性，减少电极吸光的发光二极管。

背景技术：

发光二极管包括衬底，以及沉积于衬底上的外延层，外延层由提供电子的N型层、提供空穴的P型层以及提供电子和空穴复合位置的发光层组成。在发光二极管上制备金属电极，通过金属电极与外源电源接通并向发光二极管内注入电流，以驱动电子和空穴在发光层内复合发光。通常，金属电极与外延层表面靠范德华力粘附在一起，然而由于电极粘附性不强，易出现掉电极的现象。另外，金属电极还导致电流拥挤和电极吸光的问题。

技术实现要素：

为解决现有技术中的问题，本实用新型提供了具有纳米结构的发光二极管，至少包括从下至上的衬底、N型层、发光层、P型层、以及位于所述P型层表面的P电极和位于N型层表面的N电极，其特征在于：所述P电极与P型层接触位置具有第一纳米结构，所述第一纳米结构包括位于所述P型层上由第一纳米柱分隔成的第一纳米凹槽、位于所述P电极下表面由第二纳米柱分隔成的第二纳米凹槽，以及连接所述P电极和P型层的第一高反射率纳米线，所述第一高反射率纳米线上端和下端分别插入第一纳米凹槽和第二纳米凹槽内。

优选的，所述N电极与N型层接触位置还具有第二纳米结构，所述第二纳米结构包括位于所述N型层上由第三纳米柱分隔成的第三纳米凹槽、位于所述N电极下表面由第四纳米柱分隔成的第四纳米凹槽，以及连接所述N电极和N型层的第二高反射率纳米线，所述第二高反射率纳米线上端和下端分别插入第三纳米凹槽和第四纳米凹槽内。

优选的，所述第一高反射率纳米线的长度小于或等于第一纳米凹槽和第二纳米凹槽的深度之和。

优选的，所述第二高反射率纳米线的长度小于或等于第三纳米凹槽和第四纳米凹槽的深度之和。

优选的，所述第一高反射率纳米线为ZnS、Al₂O₃、SnO中纳米线的任意一种。

优选的，所述第二高反射率纳米线为ZnS、Al₂O₃、SnO纳米线中的任意一种。

优选的，所述P型层上表面还具有透明导电层，所述P电极穿过透明导电层与P型层接触。

优选的，所述衬底为硅、碳化硅、玻璃、氮化镓、蓝宝石衬底中的任意一种。

优选的，所述发光二极管为蓝光、青光、红光、黄光、绿光发光二极管中的任意一种。

本实用新型通过在电极与外延层的接触面增设纳米结构，纳米结构的高反射率纳米线连接电极与外延层，从而增强电极的粘附性；另外，高反射率纳米线为不导电材料组成，从而使电流在电极底部进行扩展，增强电流扩展性；同时，高反射率纳米线为高反射率材料组成，从而将射入电极的光反射出去，减少电极的吸光。

附图说明

图1为本实用新型之具有纳米结构的发光二极管结构示意图。

图2为本实用新型之第一纳米结构示意图。

图3为本实用新型之第二纳米结构示意图。

其中，10.衬底；20.N型层；30.发光层；40.P型层；50.P电极；60.N电极；70.第一纳米结构；71.第一纳米凹槽；72.第二纳米凹槽；73.第一高反射率纳米线；80.第二纳米结构；81.第三纳米凹槽；82.第四纳米凹槽；83.第二高反射率纳米线；90.透明导电层。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。需说明的是，本实用新型的附图均采用非常简化的非精准比例，仅用以方便、明晰的辅助说明本实用新型。

参看附图1，本实用新型提供了具有纳米结构的发光二极管，至少包括从下至上的衬底10、N型层20、发光层30、P型层40、以及位于P型层40表面的P电极50和位于N型层20表面的N电极60，其中，P电极50与P型层40接触位置具有第一纳米结构70，N电极60与N型层20接触位置还具有第二纳米结构80。另外，P型层40上表面还具有透明导电层90，以增强电流的扩展性，P电极50穿过透明导电层90与P型层40接触，从而减少电极掉落的几率。衬底10为硅、碳化硅、玻璃、氮化镓、蓝宝石衬底中的任意一种，发光二极管为蓝光、青光、红光、黄光、绿光发光二极管中的任意一种。本实施例中优选具有图形化蓝宝石衬底的蓝光发光二极管。

参看附图2和3，第一纳米结构70包括位于P型层40上由第一纳米柱分隔成的第一纳米凹槽71、位于P电极50下表面由第二纳米柱分隔成的第二纳米凹槽72，以及连接P电极50和P型层40的第一高反射率纳米线73，第一高反射率纳米线73上端和下端分别插入第一纳米凹槽71和第二纳米凹槽72内。第二纳米结构80与第一纳米结构70结构相同，具体地，第二纳米结构80包括位于N型层20上由第三纳米柱分隔成的第三纳米凹槽81、位于N电极60下表面由第四纳米柱分隔成的第四纳米凹槽82，以及连接N电极60和N型层20的第二高反射率纳米线83，第二高反射率纳米线83上端和下端分别插入第三纳米凹槽81和第四纳米凹槽82内。第一高反射率纳米线73的长度小于或等于第一纳米凹槽71和第二纳米凹槽72的深度之和；第二高反射率纳米线83的长度小于等于第三纳米凹槽81和第四纳米凹槽82的深度之和。本实施例优选第一高反射率纳米线73的长度等于第一纳米凹槽71和第二纳米凹槽72的深度之和，第二高反射率纳米线83的长度等于第三纳米凹槽81和第四纳米凹槽82的深度之和，以增强电极与外延层的紧密连接。为了使电流在电极内部获取一定的扩展，防止电流拥挤效应的出现，本实施例中第一高反射率纳米线和第二高反射率纳米线均采用不导电材料制备而成，具体地，第一高反射率纳米线73为ZnS、Al₂O₃、SnO纳米线中的任意一种或几种；第二高反射率纳米线83为ZnS、Al₂O₃、SnO纳米线中的任意一种或几种。

本实用新型通过在电极与外延层的接触面增设纳米结构，纳米结构的高反射率纳米线连接电极与外延层，从而增强电极的粘附性；另外，高反射率纳米线为不导电材料组成，从而使电流在电极底部进行扩展，增强电流扩展性；同时，高反射率纳米线为高反射率材料组成，从而将射入电极的光反射出去，减少电极的吸光。

应当理解的是，上述具体实施方案为本实用新型的优选实施例，本实用新型的范围不限于该实施例，凡依本实用新型所做的任何变更，皆属本实用新型的保护范围之内。