[发明专利]发光二极管的制备方法

权利要求书

1.一种发光二极管的制备方法，其包括以下步骤：

步骤a，提供一具有第一外延生长面的基底；

步骤b，在所述基底的第一外延生长面设置一碳纳米管层；

步骤c，在基底的第一外延生长面垂直生长本征半导体层，所述本征半导体层为由碳纳米管层中的碳纳米管间隔的非连续性的外延层；

步骤d，去除所述碳纳米管层，得到表面具有纳米微结构的外延衬底；

步骤e，将所述外延衬底具有纳米微结构的表面作为第二外延生长面，在所述外延衬底的第二外延生长面依次生长一第一半导体层、一活性层及一第二半导体层，所述第一半导体层与所述外延衬底接触的表面与所述外延衬底具有纳米微结构的表面相啮合；

步骤f，形成一第一电极与第一半导体层电连接，同时形成一第二电极与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，所述碳纳米管层为由多个碳纳米管形成一连续的自支撑结构，所述碳纳米管层直接铺设在所述基底的表面与所述基底接触设置。

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，所述碳纳米管层中的碳纳米管沿平行于第一外延生长面的方向延伸。

4.如权利要求2所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管层具有多个空隙，在步骤c中，所述本征半导体层从所述空隙处外延生长。

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，在步骤c中，所述第一外延生长面从碳纳米管层的空隙中暴露出来，所述本征半导体层从所述第一外延生长面暴露的部分生长。

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，在步骤b中，将碳纳米管膜或碳纳米管线直接铺设在所述基底的第一外延生长面作为碳纳米管层。

7.如权利要求1所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，在步骤c中，所述本征半导体层生长时，沿着基本垂直于所述基底的第一外延生长面方向成核并外延生长形成多个外延晶粒。

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，在步骤b中，所述碳纳米管层设置在第一外延生长面后进一步包括采用有机溶剂处理所述碳纳米管层，使碳纳米管层紧密地贴附于所述第一外延生长面的步骤。

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，在步骤c中，所述本征半导体层在所述碳纳米管层周围形成多个凹槽，所述凹槽将所述碳纳米管层中的碳纳米管半包围。

10.如权利要求1所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，在步骤b与步骤c的中间进一步包括一步骤h，在所述基底表面生长一缓冲层。

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，所述缓冲层的厚度小于所述碳纳米管层的厚度，其中所述缓冲层的厚度为20纳米，所述碳纳米管层的厚度为100纳米。

12.如权利要求1所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，在步骤d中，去除所述碳纳米管层的方法为离子体刻蚀法、超声法、激光器照射法或加热炉加热法。

13.如权利要求12所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管层通过激光器照射法去除，所述激光器的功率为30瓦特，波长为10.6微米，在碳纳米管层表面光斑的直径为3毫米。

14.如权利要求1所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，在步骤d中，去除所述碳纳米管层后在所述外延衬底的表面形成多个凹槽，所述多个凹槽相互平行或相互交叉。

15.如权利要求14所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，在步骤e中，通过外延生长方法在所述外延衬底的外延生长面生长所述第一半导体层，包括以下阶段：

第一阶段，外延晶粒在所述外延衬底具有纳米微结构的表面垂直生长，外延晶粒逐渐将多个凹槽填满，并逐渐达到凹槽之间所述外延晶粒所生长的高度；

第二阶段，所述外延晶粒沿着平行于所述外延衬底表面的方向横向生长，并逐渐相互连接形成一连续的外延薄膜；

第三阶段，所述外延薄膜沿着基本垂直于所述外延衬底表面的方向外延生长形成所述第一半导体层。

16.一种发光二极管的制备方法，其包括以下步骤：

提供一基底，且该基底具有一第一外延生长面；

在所述基底的第一外延生长面设置一碳纳米管层；

在所述基底的第一外延生长面垂直生长一GaN低温缓冲层，所述GaN低温缓冲层为由碳纳米管层中的碳纳米管间隔的非连续性缓冲层；

去除所述碳纳米管层，得到表面具有纳米微结构的外延衬底；

将所述外延衬底具有纳米微结构的表面作为第二外延生长面，在所述外延衬底的第二外延生长面生长一N型GaN层，所述N型GaN层与所述外延衬底接触的表面与所述外延衬底具有纳米微结构的表面相啮合；

在所述N型GaN层表面生长一InGaN/GaN多量子阱层；

在所述InGaN/GaN多量子阱层表面生长一P型GaN层；

将所述N型GaN层及所述P型GaN层分别与一电极电连接。