CN207338379U - 一种纳米发光二极管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种纳米发光二极管，利用Ag纳米粒子的局域表面等离子体增强效应以及良好的散热效果，将由Ag纳米粒子均匀分布形成的Ag金属膜层应用在纳米发光二极管的结构上，不仅增强了纳米发光二极管的散热性能，保证在大电流下高效稳定地工作，提高了纳米发光二极管的使用寿命，而且由于Ag纳米粒子的局域表面等离子体增强效应，能够大幅度提高发光二极管的出光效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及纳米LED领域，特别是一种纳米发光二极管。
背景技术
目前，发光二极管(LED)具有体积小、发光效率高、节能、环保等优点，目前已经在照明和显示领域占据主导地位，它已经成为21世纪照明和显示领域的发展趋势。随着社会和科技的发展进步，人们对LED的要求越来越高，特别是大功率、高光效的LED受到了人们的青睐。为了实现大功率、高光效的纳米发光二极管，需要在散热和出光效率方面对纳米发光二极管进行优化改进。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种纳米发光二极管，能够优化纳米发光二极管的出光效率和散热性能。
本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：
一种纳米发光二极管，其特征在于：包括衬底、纳米LED单体、SiO2膜层和由Ag纳米粒子均匀分布形成的Ag金属膜层，所述纳米LED单体设置在衬底上，所述SiO2膜层和Ag金属膜层依次设置在纳米LED单体的四周侧面上。
进一步地，包括一个以上纳米LED单体，所述纳米LED单体在衬底上呈阵列式排列。
进一步地，所述纳米LED单体由上至下依次为P－GaN层、量子阱和N－GaN层，所述所有纳米LED单体的N－GaN层之间相互连接。
进一步地，所述纳米LED单体由上至下依次为N－GaN层、量子阱和P－GaN层，所述所有纳米LED单体的P－GaN层之间相互连接。
进一步地，还包括ITO薄膜，所述所有纳米LED单体的上方还通过ITO薄膜连接。
进一步地，所述Ag金属膜层的厚度为2－20nm。
进一步地，所述纳米LED单体为长条型纳米LED单体，所述长条型纳米LED单体的宽度为50－950nm，所述并列的两个长条型纳米LED单体的间距为300－2000nm。
本实用新型的有益效果是：本实用新型采用的一种纳米发光二极管，将由Ag纳米粒子均匀分布形成的Ag金属膜层应用在纳米发光二极管的结构上，不仅增强了纳米发光二极管的散热性能，保证在大电流下高效稳定地工作，提高了纳米发光二极管的使用寿命，而且由于Ag纳米粒子的局域表面等离子体增强效应，能够大幅度提高发光二极管的出光效率。
附图说明
下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型一种纳米发光二极管的侧面剖视图；
图2是本实用新型一种纳米发光二极管的俯视图。
具体实施方式
参照图1和图2，本实用新型一种纳米发光二极管的侧面剖视图和俯视图。一种纳米发光二极管包括了衬底100、多个长条型纳米LED单体、SiO2膜层300和由Ag纳米粒子400均匀分布形成的Ag金属膜层，所述长条型纳米LED单体设置在衬底100上，所述SiO2膜层300和Ag金属膜层依次设置在长条型纳米LED单体的四周侧面上。所述呈阵列式排列的多个长条型纳米LED单体由上至下依次为P－GaN层230、InGaN/GaN量子阱220和N－GaN层210，所述所有的N－GaN层210之间相互连接，另外，所有的P－GaN层230通过ITO薄膜500实现相互连接。所述长条型纳米LED单体的宽度为50－950nm，并列的两个长条型纳米LED单体的间距为300－2000nm。另外，所述Ag金属膜层的厚度为2－20nm。由于Ag纳米粒子400具有局域表面等离子体增强效应，可以大幅度提高纳米发光二极管的出光效率，另外，Ag纳米粒子400具有良好的散热性能，能够有利于纳米发光二极管进行散热，能够实现大功率LED。因此，应用Ag纳米粒子400至纳米发光二极管结构中，能够对纳米发光二极管的性能进行优化。另外，其中N－GaN层210和P－GaN层230的位置可以相互对调。
当制作本实用新型的长条阵列式纳米发光二极管时，首先需要根据长条型纳米LED单体的长度和宽度以及并列的每两个长条型纳米LED单体的间距来制作相应的掩膜板，并且为了避免在激光裂片过程中对纳米发光二极管造成损伤，导致纳米发光二极管的性能下降，所以所述掩膜板还预留了便于进行分割的激光轨道；然后采用MOCVD技术在衬底100上依次生长出N－GaN层210、InGaN/GaN量子阱220和P－GaN层230，或者依次生长出P－GaN层230、InGaN/GaN量子阱220和N－GaN层210，获得高质量的LED外延层；接着利用掩膜板和光刻机光刻出长条阵列式纳米发光二极管的图案形状；再接着进行刻蚀处理，从而初步获得长条阵列式纳米发光二极管原型；然后在长条阵列式纳米发光二极管原型表面，采用PECVD镀制SiO2膜层300；接着在SiO2膜层上镀制由Ag纳米粒子均匀分布形成的Ag金属膜层；接着由于需要电极进行导通电流，因此需要确定电极的位置以及对该位置进行套刻处理，除去影响电流导通的SiO2膜层和Ag金属膜层；当除去SiO2膜层和Ag金属膜层后，再制备电极，最后根据预留的激光划片所走的激光轨道进行激光裂片处理，得到长条阵列式纳米发光二极管。
所述PECVD是指等离子体增强化学的气相沉积法，是通过借助微波或者射频等使含有薄膜组成原子的气体，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。
所述MOCVD是指在气相外延生长的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。所述MOCVD是以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化学物和Ⅴ、Ⅵ族元素的氢化物等作为晶体生长源材料，以热分解反应方式在衬底100上进行气相外延，生长各种Ⅲ－Ⅴ族、Ⅱ－Ⅵ族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。
衬底100采用蓝宝石材料制作而成，通常，GaN基材料和外延层主要生长在蓝宝石衬底100上。蓝宝石衬底100的生产技术成熟，器件质量较好，且蓝宝石的化学稳定性较好，对光吸收小，能够运用在高温生长过程中，另外，蓝宝石的机械强度高，易于处理和清洗。
所述刻蚀就是用化学的、物理的或者同时使用化学和物理的方法，有选择地没有被抗蚀剂掩蔽的那一部分薄膜层除去，从而在薄膜上得到和抗蚀剂膜上完全一致的图形。所述刻蚀技术包括干法刻蚀和湿法刻蚀，所述干法刻蚀是用等离子体进行薄膜刻蚀的技术，所述湿法刻蚀是将刻蚀材料浸泡在腐蚀液内进行腐蚀的技术。
以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种纳米发光二极管，其特征在于：包括衬底、纳米LED单体、SiO2膜层和由Ag纳米粒子均匀分布形成的Ag金属膜层，所述纳米LED单体设置在衬底上，所述SiO2膜层和Ag金属膜层依次设置在纳米LED单体的四周侧面上。
2.根据权利要求1所述的一种纳米发光二极管，其特征在于：包括一个以上纳米LED单体，所述纳米LED单体在衬底上呈阵列式排列。
3.根据权利要求2所述的一种纳米发光二极管，其特征在于：所述纳米LED单体由上至下依次为P－GaN层、量子阱和N－GaN层，所述所有纳米LED单体的N－GaN层之间相互连接。
4.根据权利要求2所述的一种纳米发光二极管，其特征在于：所述纳米LED单体由上至下依次为N－GaN层、量子阱和P－GaN层，所述所有纳米LED单体的P－GaN层之间相互连接。
5.根据权利要求2所述的一种纳米发光二极管，其特征在于：还包括ITO薄膜，所述所有纳米LED单体的上方还通过ITO薄膜连接。
6.根据权利要求1所述的一种纳米发光二极管，其特征在于：所述Ag金属膜层的厚度为2－20nm。
7.根据权利要求1所述的一种纳米发光二极管，其特征在于：所述纳米LED单体为长条型纳米LED单体，所述长条型纳米LED单体的宽度为50－950nm，所述并列的两个长条型纳米LED单体的间距为300－2000nm。
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|---|---|---|---|---|
| CN109037267A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-12-18 | 天津工业大学 | 金属光子晶体耦合增强nano-LED阵列及制造方法 |
| CN110379897A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-10-25 | 东南大学 | Ⅲ族氮化物量子阱-金属-量子点混合白光led器件 |
| CN110808315A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-02-18 | 北京工业大学 | 一种增加GaN Micro-LED颜色转换效率的方法 |
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