CN102637800A - 带有纳米结构体的发光二极管及其制备方法 - Google Patents

带有纳米结构体的发光二极管及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102637800A
CN102637800A CN2012100261962A CN201210026196A CN102637800A CN 102637800 A CN102637800 A CN 102637800A CN 2012100261962 A CN2012100261962 A CN 2012100261962A CN 201210026196 A CN201210026196 A CN 201210026196A CN 102637800 A CN102637800 A CN 102637800A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nanostructure
type district
led
type
district
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012100261962A
Other languages
English (en)
Inventor
陈伟新
阿利斯代尔·保罗·科德
瓦莱里·贝里曼-博斯奎特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of CN102637800A publication Critical patent/CN102637800A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0083—Periodic patterns for optical field-shaping in or on the semiconductor body or semiconductor body package, e.g. photonic bandgap structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating

Abstract

本发明提供一种发光二极管(LED)及其制备方法。该LED包括：导电n型区(2)，所述导电n型区(2)形成在基板(1)上；有源区(3)，所述有源区(3)形成在所述n型区(2)上；第一p型区(4)，所述第一p型区(4)形成在所述有源区(3)上；多个纳米结构体(5)，所述多个纳米结构体(5)形成在所述第一p型区(4)上以进行从所述有源区(3)的光提取，所述纳米结构体(5)具有小于500nm的直径；第二p型区(6)，所述第二p型区(6)再生长在所述第一p型区(4)上以形成与所述纳米结构体(5)结合的非平面表面；以及p型电极(7)，所述p型电极(7)形成在所述非平面表面上。

Description

带有纳米结构体的发光二极管及其制备方法
技术领域
本发明涉及发光二极管(LED)器件及其制备方法，并且具体地，涉及为了更高的光提取效率和更低的p电极欧姆接触电阻，带有周期性纳米结构体和再生长p型区以增加接触面积的LED器件结构。
背景技术
高品质氮化镓系晶体生长的兴起已经导致在一般照明和背光照明应用中的使用发光二极管(LED)代替常规光源如白炽灯泡、卤素灯泡、冷阴极荧光灯(CCFL)和紧凑型荧光灯(CFL)越来越流行。对于这些应用，典型地使用在～450nm发射的氮化铟镓系蓝色LED芯片激发磷光体层以产生白光。尽管在过去10年里已经在优化氮化镓生长和器件结构方面实现了快速进步，但是p电极欧姆接触电阻和光提取效率(LEE)仍是限制这些器件性能的主要障碍。归因于氮化镓的宽带隙性(3.4eV)和低空穴迁移性(μH～10cm2/Vs)，降低p电极接触电阻固有地困难。接触电阻依赖于金属电极与半导体界面之间的接触质量，并且也依赖于接触面积。对于小LED芯片制造商来说，p电极接触电阻尤其有问题，因为LED芯片尺寸典型地仅有～200x600μm，并且高的接触电阻是器件插头效率的主要限制。
由于氮化镓(n～2.5)与空气之间的高折射率反差，大部分在有源区中产生的光被限制于并被波导于半导体层内，从而不能逸出至空气中。结果，被波导的光最终被吸收，导致差的LEE。对于常规平面LED芯片光提取效率典型地仅为～25-30％。已经使用多种方法增加LEE，例如表面粗糙化、光子晶体、芯片反转、芯片修整和图案化蓝宝石基板。作为提取部件使用图案化蓝宝石基板是用于提高常规蓝色LED芯片中的LEE的一般方法，它带来～60％的LEE值(Yamada等，日本应用物理杂志(Japanese Journal ofApplied Physics)，第41卷，L1431-1433，(2002))。然而，图案化蓝宝石基板上的生长并不容易，并且在较大晶片(例如，6英寸)上均匀性尤其成为问题。
通常，优选将提取部件放置得尽可能离有源区近，以获得最佳的LEE。Matioli等[应用物理通讯(Applied Physics Letters)，第96卷，第031108页(2010)]采用嵌入式空气隙光子晶体结构，并且在未包封时获得～73％的提取效率而在包封时获得94％的提取效率。
Horng等[应用物理通讯(Applied Physics Letters)，第86卷，221101(2005)]报道了使用粗糙化ITO层以增加LEE，但将提取部件远离(～500nm)有源区设置，从而降低了光提取效率。此外，粗糙化表面在大规模生产中通常难以控制。
如US 5,955,749(J.Joannopoulos等，1999年9月21日出版)所述，图1是介电常数二维周期性变化的结构体512的示意图，其用于增加LEE。在以上给出的实例中，在p型GaAs 506层中通过蚀刻形成周期性结构体512以增加LEE。尽管该结构体带来增加的LEE，但是归因于由干法刻蚀过程引起的对p层的蚀刻损坏，它也导致横向电流散布电阻和p电极欧姆接触电阻增加。
图2是US 2010/0059779A1(D.Chen等，2010年3月11日出版)中描述的LED器件结构体的实施方案。介电层602被嵌入到有源区108附近区域内，以增加LEE。P型层610再生长于嵌入的介电层602上方以将表面平面化。尽管用该结构体可以增加LEE，但是因为p电极接触面积与常规平面LED相同，p接触电阻将保持为高。
图3显示在US 2008/0279242A1(D.Bour，2008年11月13日出版)中公开的LED器件结构体50。使用再生长方法将SiO2结构体58嵌入至pGaN区59中。将最终的器件结构体平面化。与之前的实例类似，因为电极接触面积与常规平面LED相同，p接触电阻将保持为高。
图4是US 7,244,957B2(N.Nakajo等，2007年7月17日出版)中公开的LED器件结构体300。通过经由ITO层蚀刻或通过图案化SiO2层在p表面上形成由GaN材料组成的微米尺度的光投射区150，以增加光提取效率。电流散布可能成为微米尺度结构体带有的问题，并且将光提取部件放置地进一步远离有源区，从而降低了其效率。
图5是US 6,091,085(S.Lester，2000年7月18日出版)中公开的LED器件的实施方案。使用常规光刻技术，作为增加光提取效率的方式，在图案化的SiO2层上再生长GaN以形成的光投射区24。
因此，在本领域中需要LED器件具有好的光提取效率，并且还需要改善p电极接触电阻。本发明的一个目的是提供一种LED，其具有好的光提取效率，并且同时增加p电极接触面积，从而改善欧姆接触电阻。这两个特征对于实现高效率氮化物LED都是关键因素的。
发明内容
本发明提供一种带有良好光提取和用于降低接触电阻的增加的电极面积的LED器件结构体。本发明包括周期性纳米图案化表面上的再生长pGaN区。进行该再生长过程以使得表面不被平面化，从而产生p电极接触面积上的增加。
本发明的一个方面是关于由纳米结构体，优选在直径上小于500nm的纳米结构体组成的LED结构体。选择这些尺寸以使得电流散布可以在纳米结构体下方发生。如果电流散布不在纳米结构体下方发生，则有源LED面积显著减小，导致在特定驱动电流下电流密度增大，并且归因于氮化物蓝色LED中的‘效率下降’效应(参见，例如，应用物理通讯(AppliedPhysics Letters)，第91卷，第18期，第183507页)而减小。之后在纳米结构体表面上进行再生长步骤，以使得表面不被平面化，而是允许形成间隙/空隙，从而增加对于p电极的表面接触面积。通过在本文中使用的“再生长的(regrown)”或“再生长(regrowth)”，其意指p型区生长在其上已经形成纳米结构体的下方p型区上，同时优选仅部分地覆盖所述纳米结构体。
在本发明的一个方面中，再生长步骤通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)使用横向过生长技术如横向外延过生长(ELOG)进行。
在本发明的另一个方面中，再生长步骤通过分子束外延进行，并且该方法将引起在没有纳米结构体的区域上形成单晶材料，并在带有纳米结构体的区域上形成无定形材料。
根据本发明的另一个方面，作为使用等离子体效应增加光提取的方式，在周期性纳米结构体的顶部形成金属层如Ag、Al或Au。
根据本发明的另一个方面，提供一种发光二极管(LED)，所述发光二极管(LED)包括：导电n型区，所述导电n型区形成在基板上；有源区，所述有源区形成在所述n型区上；第一p型区，所述第一p型区形成在所述有源区上；多个纳米结构体，所述多个纳米结构体形成在所述第一p型区上以进行从所述有源区的光提取，所述纳米结构体具有小于500nm的直径；第二p型区，所述第二p型区再生长在所述第一p型区上，所述第二p型区用于形成与所述纳米结构体结合的非平面表面；以及p型电极，所述p型电极形成在所述非平面表面上。
根据本发明的另一个方面，所述第二p型区包括与所述纳米结构体邻接的升高的侧壁。
根据另一个方面，所述侧壁包括部分地延伸至所述纳米结构体的上表面上的横向过生长区。
根据另一个方面，所述纳米结构体的形状是正方形、圆形、三角形或它们的组合中的至少一种。
根据再另一个方面，所述LED还包括形成在每个所述纳米结构体上方以获得等离子体效应的金属层。
根据再另一个方面，所述纳米结构体具有小于400nm的直径。
根据另一个方面，所述纳米结构体具有小于300nm的直径。
根据又另一个方面，所述第一p型区具有10nm至80nm之间的厚度。
根据另一个方面，所述纳米结构体具有10nm至100nm之间的高度。
根据另一个方面，所述纳米结构体由绝缘材料形成。
根据另一个方面，所述绝缘材料是SiO2、SiNx、TiO2、ZnO、MgO、ScO和SrF中的任意一种或多种。
根据另一个方面，所述p型电极由氧化铟锡制成。
根据又另一个方面，所述p型电极由Ni，Ti，Au，Ag，Pt，Hf，Pd和Al中的一种或多种形成。
在又另一个方面中，所述金属层由Ag、Au和Al中的一种或多种制成。
根据另一个方面，所述金属层夹在形成每一个纳米结构体的两个层之间。
根据另一个方面，提供一种制备发光二极管(LED)的方法。所述方法包括：在基板上形成导电n型区；在所述n型区上形成有源区；在所述有源区上形成第一p型区；在所述第一p型区上形成多个纳米结构体，以进行从所述有源区的光提取，所述纳米结构体具有小于500nm的直径；在所述第一p型区上再生长第二p型区，以形成与所述纳米结构体结合的非平面表面；以及在所述非平面表面上形成p型电极。
根据又另一个方面，将所述纳米结构体图案化在所述第一p型区上。
根据再另一个方面，使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)再生长所述第二p型区。
在又另一个方面中，所述MOCVD包括使用横向外延过生长技术(ELOG)提供部分地延伸至所述纳米结构体上表面上的横向过生长。
根据再另一个方面，使用分子束外延再生长所述第二p型区。
根据另一个方面，所述方法还包括在每个所述纳米结构体上方形成用于金属层以获得等离子体效应。
根据又另一个方面，所述金属层夹在形成每个纳米结构体的两个层之间。
为了实现之前所述以及相关目标，本发明于是包括在下文中详细描述并在权利要求中特别指出的特征。下列说明和附图详细阐述本发明的特定示例性实施方案。然而，这些实施方案是对其中可以使用本发明的原理的多种方式的陈述，但仅是对其少数几个的陈述。当结合附图思考时，本发明的其他目的、优点和新特征将从本发明的下列详细描述变得显而易见。
发明效果：本发明提供一种LED器件，其带有纳米结构体和再生长的p型区，以同时获得好的光提取效率和用于改善p电极欧姆接触电阻的增加的接触面积。本发明还提供一种制备所述结构体的方法。
附图说明
在附图中，相同的标记表示相同的部分或特征：
图1是带有形成在p型区中的孔的已知LED结构体；
图2是带有嵌入部件的已知LED结构体；
图3是带有嵌入结构体的另一种已知LED结构体；
图4是带有以共形形式安装的LED的已知LED灯泡；
图5是设计成向侧面发射光的另一种已知LED器件；
图6是根据本发明的LED器件结构体的一般示意图；
图7是形成在图6的LED上的纳米结构体的示意性顶视图；
图8A至8F是根据本发明实施方案1的LED器件结构体的构造的实例的示意图；
图9A至9B是根据本发明的实施方案2的LED器件的示意图；
图10A和10B是根据本发明的实施方案3的LED器件的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种具有好的光提取效率以及用于降低p电极欧姆接触电阻的较大接触面积的LED器件。该LED结构体包括形成在有源区附近的周期性纳米结构体以及再生长在纳米结构体上方的p型区。再生长p型区以下列方式形成：与纳米结构体结合的p型区的表面没有被完全平面化，即是非平面的，这通过使侧壁区接触的方式对于p电极实现更大的接触面积。将通过实施方案的描述详述本发明，在整个描述中，使用相同的附图标记指代相同的元件。
根据本发明，可以得到具有好的光提取效率和p电极电阻的LED。如在图6中所示，LED结构体包括基板1，导电n型区2，有源区3，第一导电p型区4，形成在第一p型区4上的纳米结构体5，以及第二导电p型区6。第一p型区4优选是较薄地生长至10nm-80nm厚度的层。纳米结构体5的一个或多个横向尺寸或一个或多个宽度W，在本文中也称为纳米结构体5的一个或多个直径，优选为＜500nm，因为这使得电流能够散布至直接在p型区4上的纳米结构体5下方流动。纳米结构体的直径更优选小于400nm并且再更优选小于300nm。纳米结构体5可以采取任何特定的形状和排列，如正方形、圆形、三角形等，或这些成形结构的任意组合，并且优选排列为不同类型的周期性阵列中的任何一种，虽然也可以将纳米结构体5改为随机排列等。例如，图7描绘了图6的LED结构体，即采用圆形纳米结构体5的实施方案的LED结构体的顶视图。纳米结构体5的一个或多个高度H优选为10nm-100nm，但是可以更大，并且纳米结构体5可以由SiO2、SiNx、TiO2、ZnO、MgO、ScO、SrF，或任意其它材料或它们的组合制成。薄的第一p型区4允许将纳米结构体5设置得接近有源区3以实现好的光提取。第二p型区6用于使金属电极(未显示)与所述p型区6接触。
实施方案1：
根据本发明的LED器件的第一具体实施方案如在图6中示出。LED器件包括由绝缘材料组成的纳米结构体5和再生长的第二p型区6以完成所述结构体。使用例如金属有机化学气相沉积(MOCVD)在基板1上依次生长n型区2、有源区3和第一p型区4。图8A是在该阶段下器件构造的示意图。下一步是在第一p型区4上形成纳米结构体5。作为实例，如在图8B中所示，首先使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)在氮化物(例如，GaN)第一p型区4上沉积氧化硅层5a。接下来，在图8C中，在氧化硅层5a上形成遮蔽层8并且将其图案化以限定纳米结构体。可以使用多种已知方法制作遮蔽层8，例如纳米压印光刻、步进重复光刻、干涉光刻、浸渍光刻、电子束光刻、极紫外光刻和/或通过其他方式。之后，如图8D中所示，采用湿蚀或干蚀将氧化硅层5a图案化为纳米结构体5。之后移去遮蔽层8。根据此实施方案，接下来通过MOCVD在所述结构体上再生长第二p型区6。在MOCVD生长过程中，形成第二p型区6的由GaN制成的氮化物层将不会外延形成于构成纳米结构体5的剩余氧化硅层5a上，而是将仅外延形成于没有SiO2的区域。这归因于SiO2材料的非结晶性。然而，通过调节在MOCVD过程中该GaN层的生长条件，可能的是通过在SiO2层上方使横向生长延伸而形成GaN。这是所谓的横向外延过生长方法并且在本领域中是众所周知的。在一个优选的实施方案中，使第二p型区6生长至超过纳米结构体5的高度的厚度，从而产生邻近纳米结构体5的升高的侧壁。这些侧壁导致第二p型区6的表面是非平面的，从而使得与将第二p型区6和纳米结构体5平面化的情况相比，具有更大的所述纳米结构体5与p型区6间的接触面积。然而，如图8E中所示，MOCVD固有的横向外延过生长技术(ELOG)的使用也使得发生延伸至氧化硅层上的横向过生长，形成区域6a。这些过生长区6a部分地延伸至纳米结构体5的上表面上，这随后产生与不带有横向生长比较，更大的所述纳米结构体5与p型区6的接触面积。
接下来，在图8E的结构体上形成p电极7，并且如图8F中所示通过侧壁接触面积7a获得增加的接触面积，所述p电极7典型地是氧化铟锡(ITO)，但也可以由一种或多种其他金属层如Ni、Ti、Au、Ag、Pt、Hf、Pd或Al制成。优选使用溅射涂布系统沉积电极7以保证好的共形侧壁覆盖。相反，带有平面化表面的现有技术结构体，如图2中给出的实例，将具有较小的接触面积。基于6x10-3Ωcm-2的p接触电阻率和200x500μm的p接触面积的假定，对带有200nm宽度的纳米结构体5，400nm间距P(图7)，50nm的横向过生长厚度OG(图6)和200nm的第二p型区6层厚的发明，对于所述发明结构体获得2.76x10-3Ωcm2的接触面积，但是在常规平面结构体的情况下仅为1.0x10-3Ωcm2。这转换为60mA运行下仅0.13V的压降，与之相对比的是对于常规结构体的0.36V。此计算仅是一个实例，并且可以与纳米结构体5排布的多种设计和间距P一起使用第二p型区6的厚度和横向过生长厚度OG的任意组合。
在图8F中，纳米结构体5的存在归因于其紧密接近性还阻止了区域7b中的金属电极7扩散到有源区3中。这将有助于LED可靠性问题，因为这些器件通常额定为至少30,000小时，并且随着时间过去金属电极逐渐扩散至有源区中会成为问题。
实施方案2：
根据此实施方案，可以将图6中的一般结构体更改为图9A中所示的结构体。对于该结构体，在没有任何横向过生长的情况下再生长第二p型区6。作为实例，这可以通过对于第二p型区6使用分子束外延生长实现，从而结晶材料将生长在与第一p型区4接触的区域上，并且无定形材料将生长在与氧化硅纳米结构体5接触的区域上。之后可以通过将样品在稀氢氧化钾溶液中浸渍而容易地移去无定形材料，从而留下如图9A中所示的最终结构体。之后将p接触电极7沉积在该样品上并通过侧壁接触面积7a获得增加的接触面积。
实施方案3：
根据本发明的实施方案3，可以将图6和/或图9B中的结构体更改为图10A中所示的结构体，以取得用于改善光提取的等离子体效应(参见例如Kao等，IEEE纤维光学技术快报(IEEE Photonics Technology Letters)，第22卷，第13期，2010年7月1日)。为了发生等离子体效应，将金属层，典型地，Ag、Au或Al布置得尽可能接近有源区。在金属层和直接在其下面的半导体之间不应当导电，因此通常在它们之间设置薄的氧化物层。在图10A中，在形成纳米结构体5的氧化物层的上方直接设置金属层9作为获得等离子体效应的方式。因此，可以经由湿蚀或干蚀将纳米结构氧化物层减薄，以将金属层Ag、Au和Al设置得更接近有源区。如图10B中所示，也可以将LED结构体构造为使得等离子体金属层9b被夹在形成纳米结构体5的两个氧化物层5b之间。
尽管关于特定优选实施方案给出并描述了本发明，但显然的是，本领域技术人员基于对说明书的阅读和理解将想到其等价替换和变更。本发明包括所有的这种等价替换和变更，并且仅受后附权利要求的范围限制。
工业实用性：因此，本发明提供一种带有纳米结构体和再生长的p型区以同时获得好的光提取效率和用于改善p电极欧姆接触电阻的增加的接触面积的LED器件。本发明还提供一种制备所述结构体的方法。

Claims (22)

1.一种发光二极管(LED)，所述发光二极管(LED)包括：
导电n型区，所述导电n型区形成在基板上；
有源区，所述有源区形成在所述n型区上；
第一p型区，所述第一p型区形成在所述有源区上；
多个纳米结构体，所述多个纳米结构体形成在所述第一p型区上以进行从所述有源区的光提取，所述纳米结构体具有小于500nm的直径；
第二p型区，所述第二p型区再生长在所述第一p型区上以形成与所述纳米结构体结合的非平面表面；以及
p型电极，所述p型电极形成在所述非平面表面上。
2.根据权利要求1所述的LED，其中所述第二p型区包括与所述纳米结构体邻接的升高的侧壁。
3.根据权利要求2所述的LED，其中所述侧壁包括部分地延伸至所述纳米结构体上表面上的横向过生长区。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的LED，其中所述纳米结构体的形状是正方形、圆形、三角形或它们的组合中的至少一种。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的LED，所述LED还包括形成在每个所述纳米结构体上方以获得等离子体效应的金属层。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的LED，其中所述纳米结构体具有小于400nm的直径。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的LED，其中所述纳米结构体具有小于300nm的直径。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的LED，其中所述第一p型区具有10nm至80nm之间的厚度。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的LED，其中所述纳米结构体具有10nm至100nm的高度。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的LED，其中所述纳米结构体由绝缘材料形成。
11.根据权利要求10所述的LED，其中所述绝缘材料是SiO2、SiNx、TiO2、ZnO、MgO、ScO和SrF中的任意一种或多种。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的LED，其中所述p型电极由氧化铟锡制成。
13.根据权利要求1-3中任一项所述的LED，其中所述p型电极由Ni、Ti、Au、Ag、Pt、Hf、Pd和Al中的一种或多种形成。
14.根据权利要求5所述的LED，其中所述金属层由Ag、Au和Al中的一种或多种制成。
15.根据权利要求5所述的LED，其中所述金属层夹在形成每个纳米结构体的两个层之间。
16.一种制备发光二极管(LED)的方法，所述方法包括：
在基板上形成导电n型区；
在所述n型区上形成有源区；
在所述有源区上形成第一p型区；
在所述第一p型区上形成多个纳米结构体，以进行从所述有源区的光提取，所述纳米结构体具有小于500nm的直径；
在所述第一p型区上再生长第二p型区，以形成与所述纳米结构体结合的非平面表面；以及
在所述非平面表面上形成p型电极。
17.根据权利要求16所述的方法，其中将所述纳米结构体图案化在所述第一p型区上。
18.根据权利要求16-17中任一项所述的方法，其中使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)再生长所述第二p型区。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述MOCVD包括使用横向外延过生长技术(ELOG)提供部分地延伸至所述纳米结构体上表面上的横向过生长。
20.根据权利要求16-17中任一项所述的方法，其中使用分子束外延再生长所述第二p型区。
21.根据权利要求16-17中任一项所述的方法，所述方法还包括在每个所述纳米结构体上方形成金属层以获得等离子体效应。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述金属层夹在形成每个纳米结构体的两个层之间。
CN2012100261962A 2011-02-11 2012-02-07 带有纳米结构体的发光二极管及其制备方法 Pending CN102637800A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/025,265 2011-02-11
US13/025,265 US8314439B2 (en) 2011-02-11 2011-02-11 Light emitting diode with nanostructures and method of making the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102637800A true CN102637800A (zh) 2012-08-15

Family

ID=46622116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012100261962A Pending CN102637800A (zh) 2011-02-11 2012-02-07 带有纳米结构体的发光二极管及其制备方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8314439B2 (zh)
JP (1) JP2012169615A (zh)
CN (1) CN102637800A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112968085A (zh) * 2020-12-04 2021-06-15 重庆康佳光电技术研究院有限公司 一种外延片的制作方法、芯片的制作方法及芯片

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8659037B2 (en) 2010-06-08 2014-02-25 Sundiode Inc. Nanostructure optoelectronic device with independently controllable junctions
US8431817B2 (en) * 2010-06-08 2013-04-30 Sundiode Inc. Multi-junction solar cell having sidewall bi-layer electrical interconnect
US8476637B2 (en) 2010-06-08 2013-07-02 Sundiode Inc. Nanostructure optoelectronic device having sidewall electrical contact
KR101554032B1 (ko) 2013-01-29 2015-09-18 삼성전자주식회사 나노구조 반도체 발광소자
KR101440232B1 (ko) * 2013-05-23 2014-09-12 삼성토탈 주식회사 이방성 금속 나노입자를 이용한 발광효율이 증대된 광변환 발광소자
JP6314558B2 (ja) * 2014-03-12 2018-04-25 沖電気工業株式会社 窒化物半導体、窒化物半導体のテクスチャ構造形成方法、及び窒化物半導体のテクスチャ構造
KR101600783B1 (ko) * 2014-05-23 2016-03-08 광주과학기술원 고효율 발광다이오드의 제조방법
KR102244218B1 (ko) 2014-10-01 2021-04-27 삼성전자주식회사 나노구조 반도체 발광소자 제조방법
WO2023149433A1 (ja) * 2022-02-01 2023-08-10 公立大学法人大阪 発光素子の製造方法及び発光素子

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060138432A1 (en) * 2004-12-28 2006-06-29 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
CN101026212A (zh) * 2006-02-24 2007-08-29 三星电机株式会社 氮化物基半导体发光器件及其制造方法
CN101226977A (zh) * 2007-12-18 2008-07-23 西安电子科技大学 GaN基发光二极管表面粗化的处理方法
JP2009239217A (ja) * 2008-03-28 2009-10-15 Nikon Corp 発光ダイオード素子
CN101740702A (zh) * 2009-12-02 2010-06-16 武汉华灿光电有限公司 基于ZnO纳米球的GaN基发光二极管表面粗化方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5955749A (en) 1996-12-02 1999-09-21 Massachusetts Institute Of Technology Light emitting device utilizing a periodic dielectric structure
US6091085A (en) 1998-02-19 2000-07-18 Agilent Technologies, Inc. GaN LEDs with improved output coupling efficiency
JP2005277374A (ja) 2004-02-26 2005-10-06 Toyoda Gosei Co Ltd Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子及びその製造方法
US7759689B2 (en) 2007-05-07 2010-07-20 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Photonic crystal structures and methods of making and using photonic crystal structures
KR100999739B1 (ko) * 2008-04-02 2010-12-08 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 그 제조방법
US8742441B2 (en) 2008-09-10 2014-06-03 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Light-emitting diode with embedded elements
CN102301498B (zh) * 2009-01-30 2015-02-11 惠普开发有限公司 等离激元发光二极管

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060138432A1 (en) * 2004-12-28 2006-06-29 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
CN101026212A (zh) * 2006-02-24 2007-08-29 三星电机株式会社 氮化物基半导体发光器件及其制造方法
CN101226977A (zh) * 2007-12-18 2008-07-23 西安电子科技大学 GaN基发光二极管表面粗化的处理方法
JP2009239217A (ja) * 2008-03-28 2009-10-15 Nikon Corp 発光ダイオード素子
CN101740702A (zh) * 2009-12-02 2010-06-16 武汉华灿光电有限公司 基于ZnO纳米球的GaN基发光二极管表面粗化方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112968085A (zh) * 2020-12-04 2021-06-15 重庆康佳光电技术研究院有限公司 一种外延片的制作方法、芯片的制作方法及芯片

Also Published As

Publication number Publication date
US8314439B2 (en) 2012-11-20
JP2012169615A (ja) 2012-09-06
US20120205692A1 (en) 2012-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102637800A (zh) 带有纳米结构体的发光二极管及其制备方法
CN102157640B (zh) 具有p-GaN层表面粗化的GaN基LED芯片的制作方法
CN102024888B (zh) 一种发光二极管及其制作方法
US8664026B2 (en) Method for fabricating semiconductor lighting chip
KR101238169B1 (ko) 습식식각형 버퍼층을 이용한 수직형 발광다이오드 제조 방법
TWI415303B (zh) 發光二極體
WO2006035212A1 (en) Textured light emitting diodes
JP2008047858A (ja) 垂直構造窒化物系半導体発光素子及びその製造方法
JP6219506B2 (ja) ナノワイヤデバイスの活性領域の平坦化および規定のための絶縁層
WO2016200882A1 (en) Microled display without transfer
US9728670B2 (en) Light-emitting diode and manufacturing method therefor
CN110098295B (zh) 一种具有导电DBR的GaN基LED的制备方法
CN102214748A (zh) 一种氮化镓基垂直结构led外延结构及制造方法
CN102255010B (zh) 一种氮化镓发光二极管的制作方法
KR101373398B1 (ko) 고효율 발광다이오드 제조방법
CN101807648B (zh) 引入式粗化氮极性面氮化镓基发光二极管及其制作方法
CN107240628B (zh) 一种垂直结构AlGaInP基发光二极管及其制造方法
CN102544269A (zh) 侧壁具有微柱透镜阵列图案的led芯片的制造方法
CN102064251B (zh) 一种大功率SiC衬底垂直结构发光管及其制备方法
KR101622310B1 (ko) 발광 소자 및 이의 제조방법
CN103367584B (zh) 发光二极管及光学元件
CN103367583B (zh) 发光二极管
CN103367560B (zh) 发光二极管的制备方法
CN108155271B (zh) 一种发光二极管的芯片及制备方法
CN103367562B (zh) 发光二极管及光学元件的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120815