[发明专利]发光二极管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管的制备方法。

背景技术

发光二极管是一种把电能转换成光能的发光器件，是在P-N结、双异质结或多量子阶结构上通以正向电流时可发出可见光、红外光及紫外光等的光发射器件。以氮化镓为代表的第三代半导体Ш-Ⅴ族宽带隙化合物半导体材料的内外量子效率高，因此具有高发光效率、高热导率、耐高温、抗辐射、耐酸碱、高强度和高硬度的特点。

现有技术中发光二极管的制备方法主要包括以下步骤：在蓝宝石基底上用金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术分别外延生长一缓冲层、一第一半导体层、一活性层和一第二半导体层；在第二半导体层的一端进行刻蚀以暴露出第一半导体层；在所述暴露出的第一半导体层上，进行蒸镀光刻，形成第一电极；在第二半导体层上，进行蒸镀光刻，形成第二电极。但是，上述方法制备的发光二极管光取出效率（光取出效率通常指活性层中所产生的光波从发光二极管内部释放出的效率）较低。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，在出光表面刻蚀形成微结构的方法、光子循环方法及在蓝宝石基底刻蚀等方法。

然而，以上方法的制作工艺比较复杂，成本较高，并且有可能在不同程度上破坏半导体层的晶格结构并降低发光二极管的发光效率。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种工艺简单且具有较高光取出率发光二极管的制备方法。

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为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。

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为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。

与现有技术相比，本发明提供的采用碳纳米管层作为掩模制备发光二极管的制备方法具有以下优点：其一，所述碳纳米管层可直接铺设于基底上，不需要溅镀等复杂工艺，制备方法简单；其二，由于碳纳米管层的存在，在制备过程中即可在发光二极管中形成多个纳米级的微结构，从而不需要刻蚀等复杂工艺，能够得到具有较高光取出率的发光二极管；其三，由于省略了刻蚀等工艺，从而减小了制备过程中对发光二极管晶格结构的破坏。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的发光二极管的制备方法流程图。

图2为本发明第一实施例中采用的碳纳米管膜的扫描电镜照片。

图3为图2中的碳纳米管膜中的碳纳米管片段的结构示意图。

图4为本发明采用的多层交叉设置的碳纳米管膜的扫描电镜照片。

图5为本发明采用的非扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。

图6为本发明采用的扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。

图7为图1所示发光二极管的第一半导体层的生长工艺流程图。

主要元件符号说明