TW201244156A - Light emitting diode - Google Patents

Light emitting diode Download PDF

Info

Publication number
TW201244156A
TW201244156A TW100116301A TW100116301A TW201244156A TW 201244156 A TW201244156 A TW 201244156A TW 100116301 A TW100116301 A TW 100116301A TW 100116301 A TW100116301 A TW 100116301A TW 201244156 A TW201244156 A TW 201244156A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
carbon nanotube
layer
semiconductor layer
emitting diode
light
Prior art date
Application number
TW100116301A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI413281B (zh
Inventor
Yang Wei
Shou-Shan Fan
Original Assignee
Hon Hai Prec Ind Co Ltd
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 Hon Hai Prec Ind Co Ltd filed Critical Hon Hai Prec Ind Co Ltd
Publication of TW201244156A publication Critical patent/TW201244156A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI413281B publication Critical patent/TWI413281B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers 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 having potential barriers 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
    • H01L33/12—Semiconductor devices having potential barriers 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 stress relaxation structure, e.g. buffer layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02538—Group 13/15 materials
    • H01L21/0254—Nitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/02636—Selective deposition, e.g. simultaneous growth of mono- and non-monocrystalline semiconductor materials
    • H01L21/02639—Preparation of substrate for selective deposition
    • H01L21/02642—Mask materials other than SiO2 or SiN
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/02636—Selective deposition, e.g. simultaneous growth of mono- and non-monocrystalline semiconductor materials
    • H01L21/02647—Lateral overgrowth
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers 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 having potential barriers 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
    • H01L33/0066—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound
    • H01L33/007—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound comprising nitride compounds

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Description

201244156 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明涉及一種發光二極體。 【先前技術】 [0002] 由氮化鎵半導體材料製成的高效藍光、綠光及白光發光 二極體具有壽命長、節能、綠色環保等顯著特點，已被 廣泛應用於大螢幕彩色顯示、汽車照明、交通訊號、多 媒體顯示及光通訊等領域，特別是在照明領域具有廣闊 的發展潛力。 [0003] 傳統的發光二極體通常包括N型半導體層、P型半導體層 、設置在N型半導體層與P型半導體層之間的活性層、設 置在P型半導體層上的P型電極（通常為透明電極）及設置 在N型半導體層上的N型電極。發光二極體處於工作狀態 時，在P型半導體層與N型半導體層上分別施加正、負電 壓，這樣，存在於P型半導體層中的電洞與存在於N型半 導體層中的電子在活性層中發生複合而產生光，光從發 光二極體中射出。 [0004] 然而，先前的發光二極體的光取出效率（光取出效率通常 指活性層中所產生的光從發光二極體内部釋放出的效率） 較低，其主要原因係由於半導體的折射率大於空氣的折 射率，來自活性層的大角度光在半導體與空氣的介面處 發生全反射，從而大部份大角度光被限制在發光二極體 的内部，直至被發光二極體内的材料完全吸收，影響了 發光二極體的出光率。 【發明内容】 100116301 表單編號A0101 第4頁/共39頁 1002027348-0 201244156 [0005] 有鑑於此，提供一種光取出效率較高的發光二極體實為 必要。 [0006] 本發明提供一種發光二極體，其包括：一基底；一第一 半導體層、一活性層及一第二半導體層依次層疊設置於 所述基底的一表面，且所述第一半導體層靠近基底設置 ;一第一電極與所述第一半導體層電連接；一第二電極 與所述第二半導體層電連接；所述第一半導體層在與所 述基底結合的表面形成複數奈米級的凹槽，所述第一半 ^ 導體層與基底之間構成複數奈米級孔洞，一奈米碳管層 設置於所述第一半導體層及基底之間，所述奈米碳管層 設置於該孔洞内。 [0007] 與先前技術相比，本發明提供的發光二極體具有以下有 益效果：第…所述第-半導體層在與所述基底結合的 表面形成複數凹槽，该複數凹槽可起到散射的作用，當 活性層中產生的部份光子以大角度入射到該複數凹槽時 ，該複數凹槽會改變光子的運動方向，使之從第二半導 Ο 體層射出，從而可提高所述發光二極體的光取出率；第 二，由於奈米碳管層具有良好的導熱性，從而可將發光 二極體工作過程中產生的熱量導出，從而延長所述發光 二極禮的使用壽命。 【實施方式】 [0008]以下將結合附圖詳細說明本發明提供的發光二極體及其 製備方法的實施方式及具體實_。為了利於理解本發 明的技術方案，首先介紹本發明實施方式提供的一種發 光二極體的製備方法。 1002027348-0 100116301 表單编號A0101 第5頁/共39頁 201244156 [0009] 請參閱圖1，本發明第一實施方式提供 的製備方法，其包括以下步驟： 一種發光二極體10 [0010] S10 :提供一基底1〇2 ; 國]S2Q ·在所述基底1Q2的外延生長面122設置一奈米碳管 層 1 04 ; _] S3G :在基底1Q2的外延生長面122依次外延生長一第一 半導體層106、-活性層ι〇8及一第二半導體層11〇 ; [_ S4G :關第二半導體層UQ及活性層刚的部份區域以 暴露部份第一半導體層1〇6 ; [0014] S50 .在第一半導體層的表面製備一第一電極I〗〗， 在第一半導體層11〇的表面製備一第二電極114。 [0015] 在步驟S10中，所述基底102為一透明材料，其提供了第 一半導體層106的外延生長面122。所述基底丨02的外延 生長面122係分子平滑的表面，且去除了氧或碳等雜質。 所述基底102可為單層或複數層結構。當所述基底1〇2為 單層結構時，該基底102可為一單晶結構體，且具有一晶 面作為第一半導體層106的外延生長面122。所述單層結 構的基底102的材料可為SOI(silicon 〇n insulatQr ’絕緣基底 102上的石夕）、LiGa〇2、LiA10、Al〇、Si 、GaAs、GaN、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、A1P、 AlAs、AlSb、AIN、GaP、SiC、SiGe、GaMnAs、 GaAlAs 、 GalnAs 、 GaAIN 、 GalnN 、 AlInN 、 GaAsP 、 InGaN 、 AlGalnN 、 AlGalnP 、 GaP:Zn 或GaP:N等。當 所述基底102為複數層結構時，其需要包括至少一層上述 100116301 表單編號A0101 1002027348-0 第6頁/共39頁 201244156 單晶結構體，且該單晶結構體具有一晶面作為第一半導 體層106的外延生長面122。所述基底102的材料可根據 所要生長的第一半導體層106來選擇，優選地，使所述基 底102與第一半導體層106具有相近的晶格常數及熱膨脹 係數。所述基底102的厚度、大小及形狀不限，可根據實 際需要選擇。所述基底102不限於上述列舉的材料，只要 具有支持第一半導體層106生長的外延生長面122的透明 基底102均屬於本發明的保護範圍。本發明第一實施例中 ，基底102的材料為藍寶石。 [0016] 在步驟S20中，所述奈米碳管層104包括複數奈米碳管。 所述奈米碳管層104的厚度為1奈米至100微米，比如1奈 米、10奈米、200奈米，1微米或10微米。本實施例中， 所述奈米碳管層104的厚度為100奈米。所述奈米碳管層 104中的奈米碳管可為單壁奈米碳管、雙壁奈米碳管或多 壁奈米碳管中的一種或複數種，其長度及直徑可根據需 要選擇。所述奈米碳管層104為一圖形化結構，當所述奈 米碳管層104設置在所述基底102的外延生長面122時， 使所述基底102的外延生長面122對應該圖形暴露出來， 以利於在該暴露出來的部份基底102的外延生長面122上 生長第一半導體層106，即所述奈米碳管層104起光罩作 用。 [0017] 所述“圖形化結構”係指所述奈米碳管層104具有複數空 隙105，該複數空隙105從所述奈米碳管層104的厚度方 向貫穿所述奈米碳管層104。所述空隙105可為複數相鄰 的奈米碳管圍成的微孔或者沿奈米碳管軸向延伸方向延 100116301 表單編號A0101 第7頁/共39頁 1002027348-0 201244156 伸呈條形的相鄰奈米碳管之間的間隙。所述空隙1 05為微 孔時其孔控（平均孔徑）範圍為1〇奈米至5〇〇微米，所述 空隙105為間隙時其寬度（平均寬度）範圍為10奈米至 500微米。以下稱為“所述空隙1〇5的尺寸”係指孔徑或 間隙寬度的尺寸範圍◊所述奈米碳管層104中所述微孔及 間隙可同時存在並且兩者尺寸可在上述尺寸範圍内不同 。所述間隙105的尺寸為10奈米至3〇〇微米，比如1〇奈米 、1微米、10微米、80微米或120微米等。所述間隙1〇5 的尺寸越小，有利於在生長外延層的過程中減少位錯等 缺陷的產生，以獲得高質量的第一半導體層1〇6。優選地 ，所述間隙105的尺寸為10奈米至1〇微米。空隙1〇5的尺 寸為10奈米至10微米。進一步地，所述奈米碳管層1〇4的 佔空比為1:100至1〇0:1，如1:10、1:2、1:4、、 2:1或10:1。優選地，所述佔空比為1;4至。所謂“ 佔空比”指該奈米碳管層104設置於基底1〇2的外延生長 面122後，該外延生長面122被奈米碳管層1〇4佔據的部 份與通過空隙105暴露的部份的面積比。本實施例中，所 述二隙105在所述奈米碳管層中均勻分佈。 _]戶斤述奈来碳管層104具有如前所述之圖形效果的前提下， 所述奈米碳管層104中的複數奈米碳管的排列方向（轴向 延伸方向）可係無序、無規則，比如過渡形成的奈米碳 管過滤膜，或者奈米碳管之間相互纏繞形成的奈米碳管 絮狀膜等。所述奈米碳管層1〇4中複數奈米碳管的排列方 式也可係有序的、有規則的。例如，所述奈米碳管層104 中複數奈米石炭管的軸向均基本平行於所述基底ι〇2的外延 100116301 表單編號A0101 第8頁/共39頁 1002027348-0 201244156 Ο [0019] 生長面1 2 2且基本沿同一方向延伸；或者，所述奈米碳管 層104中複數奈米碳管的軸向可有規律性地基本沿二以上 方向延伸；或者，所述奈米碳管層1〇4中複數奈米碳管的 軸向沿著基底1 02的一晶向延伸或與基底！ 〇2的一晶向成 一定角度延伸。為了容易獲得較好的圖形效果或者從透 光性等角度考慮，本實施例中優選的，所述奈米碳管層 104中複數奈米碳管沿著基本平行於奈米碳管層1〇4表面 的方向延伸。當所述奈米碳管層1〇4設置於所述基底1〇2 的外延生長面122時，所述奈来碳管層1〇4中複數奈米碳 管的延伸方向基本平行於所述基底1〇2的外延生長面Η〗 〇 Ο 所述奈米碳管層1〇4可通過化學氣相沈積（cvd)等方法 直接生長在所述基底丨〇2的外延生長面122或先生長奈米 碳管陣顺再轉印至所述基底1G2的外延生長面122或者 如上所提_過濾的方式形成於基幻啊外延生長面 ::2，廷些方法一般需要有一支撐面來幫忙操作。為了獲 得厚度較合適的奈米碳管層1Q4或者將奈米碳管層ι〇4方 便的-又置於基底1〇2上，本實施例中優選具有自支樓的奈 米碳管層104，此時所述奈米碳管層104可直接铺設在所 述基底102的外延生長面122。其中，所述“自支樓，，係 指該奈米碳管層104不需要大面積的載體支撑，而只要相 對兩邊提供支撲力即能整體上懸空而保持自身狀態即 將該奈米碳管層1Q4置於（或固定於）間隔特定距離設置 的-支推體上時，位於二支撐體之間的奈米碳管廣能 夠懸空保持自身狀態。由於奈米碳管廣104為自支樓結構 100116301 表單編號A0101 第9頁/共39頁 1002027348-0 201244156 ，所述奈米碳管層104可直接鋪設在基底102上，而不必 要通過複雜的化學方法形成在基底102的外延生長面122 。所述奈米碳管層104可為一連續的整體結構，也可為複 數奈米碳管線平行排列形成的單層結構。當所述奈米碳 管層104為複數奈米碳管線平行排列形成的單層結構時， 需要在垂直於平行排列方向上提供支撐才具有自支撐能 力。進一步的，所述奈米碳管層104的複數奈米碳管中在 延伸方向上相鄰的奈米碳管之間通過凡得瓦力（van der Waals force)首尾相連。當並列的相鄰奈米碳管之間也 通過凡得瓦力相連時所述奈米碳管層104的自支撐性更好 〇 [0020] 所述奈米碳管層104可為由複數奈米碳管組成的純奈米碳 管結構。即，所述奈米碳管層104在整個形成過程中無需 任何化學修飾或酸化處理，不含有任何羧基等官能團修 飾。所述奈米碳管層104還可為一包括複數奈米破管及添 加材料的複合結構。其中，所述複數奈米碳管在所述奈 米碳管層104中佔主要成分，起著框架的作用。所述添加 材料包括石墨、石墨烯、碳化矽、氮化硼、氮化矽、二 氧化矽、無定形碳等中的一種或複數種。所述添加材料 還可包括金屬碳化物、金屬氧化物及金屬氮化物等中的 一種或複數種。所述添加材料包覆於奈米碳管層104中奈 米碳管的至少部份表面或設置於奈米碳管層104的空隙 1 0 5内。優選地，所述添加材料包覆於奈米碳管的表面。 由於，所述添加材料包覆於奈米碳管的表面，使得奈米 碳管的直徑變大，從而使奈米碳管之間的空隙105減小。 100116301 表單編號A0101 第10頁/共39頁 1002027348-0 201244156 所述添加材料可通過化學氣相沈積（CVD)、物理氣相沈 積（PVD)或磁控濺射等方法形成於奈米碳管的表面。 [0021] 所述奈米碳管層104可預先成型後再直接鋪設在所述基底 102的外延生長面122。將所述奈米碳管層104鋪設在所 述基底1 0 2的外延生長面1 2 2後還可包括一有機溶劑處理 的步驟，以使奈米碳管層104與外延生長面122更加緊密 結合。該有機溶劑可選用乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷 及氣仿中一種或者複數種的混合。本實施例中的有機溶 劑採用乙醇。該使用有機溶劑處理的步驟可通過試管將 有機溶劑滴落在奈米碳管層104表面浸潤整個奈米碳管層 104或將基底102及整個奈米碳管層104 —起浸入盛有有 機溶劑的容器中浸潤。 [0022] 具體地，所述奈米碳管層104可包括奈米碳管膜或奈米碳 管線。所述奈米碳管層104可為一單層奈米碳管膜或複數 層疊設置的奈米碳管膜。所述奈米碳管層104可包括複數 相互平行且間隔設置的奈米碳管線。所述奈米碳管層104 還可包括複數交叉設置組成網狀結構的奈米碳管線。當 所述奈米碳管層104為複數層疊設置的奈米碳管膜時，奈 米碳管膜的層數不宜太多，優選地，為2層至100層。當 所述奈米碳管層104為複數平行設置的奈米碳管線時，相 鄰兩奈米碳管線之間的距離為0. 1微米至20 0微米，優選 地，為10微米至10 0微米。所述相鄰兩奈米碳管線之間的 空間構成所述奈米碳管層104的空隙105。相鄰兩奈米碳 管線之間的間隙長度可等於奈米碳管線的長度。所述奈 米碳管膜或奈米碳管線可直接鋪設在基底1 0 2的外延生長 100116301 表單編號A0101 第頁/共39頁 1002027348-0 201244156 面122構成所述奈米碳管層104。通過控制奈米碳管膜的 層數或奈米碳管線之間的距離，可控制奈米碳管層104中 空隙105的尺寸。 [0023] 所述奈米碳管膜係由複數奈米碳管組成的自支撐結構。 所述自支撐主要通過奈米碳管膜中多數奈米碳管之間通 過凡得瓦力相連而實現。所述複數奈米碳管為沿同一方 向擇優取向延伸。所述擇優取向係指在奈米碳管膜中大 多數奈米碳管的整體延伸方向基本朝同一方向。而且， 所述大多數奈米碳管的整體延伸方向基本平行於奈米碳 管膜的表面。進一步地，所述奈米碳管膜中基本朝同一 方向延伸的大多數奈米碳管中每一奈米碳管與在延伸方 向上相鄰的奈米碳管通過凡得瓦力首尾相連。當然，所 述奈米碳管膜中存在少數隨機排列的奈米碳管，這些奈 米碳管不會對奈米碳管膜中大多數奈米碳管的整體取向 排列構成明顯影響。具體地，所述奈米碳管膜中基本朝 同一方向延伸的多數奈米碳管，並非絕對的直線狀，可 適當的彎曲；或者並非完全按照延伸方向上排列，可適 當的偏離延伸方向。因此，不能排除奈米碳管膜的基本 朝同一方向延伸的多數奈米碳管中並列的奈米碳管之間 可能存在部份接觸。 [0024] 下面進一步說明所述奈米碳管膜或者奈米碳管線的具體 結構、處理方法或製備方法。 [0025] 請參閱圖2及圖3，具體地，所述奈米碳管膜包括複數連 續且定向延伸的奈米碳管片段143。該複數奈米碳管片段 143通過凡得瓦力首尾相連。每一奈米碳管片段143包括 100116301 表單編號A0101 第12頁/共39頁 1002027348-0 201244156 〇 複數相互平行的奈米碳管145，該複數相互平行的奈米碳 管145通過凡得瓦力緊密結合。該奈米碳管片段143具有 任意的長度、厚度、均勻性及形狀。所述奈米碳管膜可 通過從一奈米碳管陣列令選定部份奈米碳管後直接拉取 獲得。所述奈米碳管膜的厚度為1奈米至100微米，寬度 與拉取出該奈米碳管膜的奈米碳管陣列的尺寸有關，長 度不限。所述奈米碳管膜中相鄰的奈米碳管之間存在微 孔或間隙從而構成空隙105，且該微孔的孔徑或間隙的尺 寸小於10微米。優選地，所述奈米碳管膜的厚度為100奈 米至10微米。該奈米碳管膜中的奈米碳管145沿同一方向 擇優取向延伸。所述奈米碳管膜的結構及其製備方法請 參見范守善等人於2〇〇7年2月12日申請的，於2010年7月 11公告的第1327177號台灣公告專利申請“奈米碳管薄 ’膜結構及其製備方法”’申請人：鴻海精密工業股份有 限公司。為節省篇幅，僅引用此，但上述申請所有技術 揭露也應視為本發明申請技術揭露的一部份。 q [0026] 請參閱圖4，當所述奈米碳管層104包括層疊設置的複數 層奈米碳管膜時，相鄰二奈米碳管膜中的奈米碳管的延 伸方向形成一交叉角度α，且α大於等於〇度小於等於9〇 度（0。 α 90。）。 [0027] 為減小奈米碳管膜的厚度，還可進一步對該奈米碳管膜 進行加熱處理。為避免奈来碳管膜加熱時被破壞，所述 加熱奈米碳管膜的方法採用局部加熱法。其具體包括以 下步驟：局部加熱奈米碳管膜，使奈米碳管膜在局部位 置的部份奈米碳管被氧化；移動奈米碳管被局部加熱的 100116301 表單編號A0101 第13頁/共39頁 1002027348-0 201244156 位置，從局部到整體實現整個奈米碳管膜的加熱。具體 地，可將該奈米碳管膜分成複數小的區域，採用由局部 到整體的方式，逐區域地加熱該奈米碳管膜。所述局部 加熱奈米碳管膜的方法可有複數種，如雷射加熱法、微 波加熱法等等。本實施例中，通過功率密度大於0. lxl 〇4 瓦特/平方米的雷射掃描照射該奈米碳管膜，由局部到整 體的加熱該奈米碳管膜。該奈米碳管膜通過雷射照射， 在厚度方向上部份奈米碳管被氧化，同時，奈米碳管膜 中直徑較大的奈米碳管束被去除，使得該奈米碳管膜變 薄。 [0028] 可以理解，上述雷射掃描奈米碳管膜的方法不限，只要 能夠均勻照射該奈米碳管膜即可。雷射掃描可沿平行奈 米碳管膜中奈米碳管的排列方向逐行進行，也可沿垂直 於奈米碳管膜中奈米碳管的排列方向逐列進行。具有固 定功率、固定波長的雷射掃描奈米碳管膜的速度越小， 奈米碳管膜中的奈米碳管束吸收的熱量越多，對應被破 壞的奈米碳管束越多，雷射處理後的奈米碳管膜的厚度 變小。然，如果雷射掃描速度太小，奈米碳管膜將吸收 過多熱量而被燒毁。本實施例中，雷射的功率密度為 0.053xl012瓦特/平方米，雷射光斑的直徑在1毫米至5 毫米範圍内，雷射掃描照射時間小於1. 8秒。優選地，雷 射器為二氧化碳雷射器，該雷射器的功率為30瓦特，波 長為10.6微米，光斑直徑為3毫米，雷射裝置與奈米碳管 膜的相對運動速度小於10毫米/秒。 [0029] 所述奈米碳管線可為非扭轉的奈米碳管線或扭轉的奈米 100116301 表單編號A0101 第14頁/共39頁 1002027348-0 201244156 碳&線。所述非扭轉的奈米 均為自支撐結構。具體地，;扭轉的奈“管線 碳管線包括複數沿平行科非^圖5，該非扭轉的奈米 向延伸的奈米碳管。具體地：管線長度方 括複數奈米碳管片段，輯數1=奈米碳管線包 力首尾相連，段通過凡得瓦 Ο Ο [0030] 過凡得瓦力緊:結:::::包括複數相互平行並通 〜度、厚度、均二二該奈米碳管片段具有 管線長度不限，直徑為0 5太+狀。該非扭轉的奈米碳 米碳管線為將太ρΓ 100微米。非扭轉的奈 地，將有機^ ;、^膜通過有機溶劑處理得到。具體 發性==浸潤所述奈米碳管膜的整個表面，在揮 管膜時產生的表面張力的作用下，奈米碳 、、目51平㈣歧奈米碳管通過 合，從而使奈米碳管膜收縮為—非扭轉 該有機溶劑為揮發性有機溶劑，的;二讀線。 °醇、甲醇、丙網、 -乳乙燒或氣仿，本實施例中採用 的奈米碳管線與未經有機溶劑處:= 碳官膜相比，比表面積減小，黏性降低。 所述扭轉的奈米碳管線為制—賴力將所述奈米碳管 膜兩端沿相反杨扭轉獲得。請參Μ6，該扭轉的奈来 碳管線包括複數繞該扭轉的奈米碳管_向螺旋延伸的 奈米碳管。具魏，該轉的奈米碳管線包括複數奈米 碳管片段’該複數奈求碳管片段通過凡得瓦力首尾相連 ，每-奈米碳管片段包括複數相互平行並通過凡得瓦力 緊密結合的奈米碳管。該奈米碳管片段具有任意的長度 100116301 表單編號Α0101 第15頁/共39頁 1002027348-0 201244156 厚度、均勻性及形狀。該扭轉的奈米碳管線長度不限 ’直徑為0.5奈米至100微米。進一步地，可採用—揮發 性有機溶«理姉轉的奈米碳管線。在揮發性有機溶 劑揮發時產线表面張力的作用下，處理後的扭轉的奈 米碳管線中相鄰的奈米碳管通過凡得瓦力緊密結合使 扭轉的奈米碳管線的比表面積減小，密度及強度增大。 [0031] [0032] 所述奈米碳管線及其製備方法請參見范守善等人於2〇〇2 年11月5日申請的，2008年11月27日公告的第i303239 號台灣公告專利“-種奈米碳管繩及其製造方法，，，申 請人：鴻海精密工業股份有限公司，及2〇〇5年12月16日 申請的，2009年7月21日公告的第1312337號台灣公告專 利“奈米破管絲之製作方法”，巾請人：鴻海精密工業 股份有限公司。為節省篇幅，僅引用此，但上述申請所 有技術揭露也應視為本發明申請技術揭露的一部份。 以上内容可知，所述奈米碳管層104起著生長第一半導體 層106的光罩作用。所謂“光罩”係指該奈米碳管層1〇4 用於遮擋所述基底102的部份外延生長面122，且暴露部 份外延生長面122，從而使得第一半導體層1〇6僅從所述 外延生長面122暴露的部份生長。由於奈米碳管層1〇4具 有複數空隙105，所以該奈米碳管層1〇4形成一圖形化的 光罩。當奈米碳管層104設置於基底1〇2的外延生長面 122後，複數奈米碳管沿著平行於外延生長面122的方向 延伸。由於所述奈米碳管層1〇4在所述基底1〇2的外延生 長面122形成複數空隙1〇5，從而使得所述基底1〇2的外 延生長面122上具有一圖形化的光罩。可以理解，相對於 100116301 表單編號A0101 第16頁/共39頁 1002027348-0 201244156 光刻等微電子方法，通過設置奈米碳管層104作為光罩進 行外延生長的方法簡單、成本低廉，不易在基底102的外 延生長面122引入污染，而且綠色環保。 [0033] 可以理解，所述基底1〇2及奈米碳管層104共同構成了用 於生長第〆半導體層106的襯底。該襯底可用於生長與基 底1〇2材料相同或不同的第一半導體層106。 [0034] 〇 在步驟S30中’所述第一半導體層106、活性層1 〇8及第 二半導體詹110的生長方法可分別通過分子束外延法（ MBE)、化學束外延法（CBE)、減壓外延法、低溫外延 法、選擇外延法、液相沈積外延法（LPE)、金屬有機氣 相外延法（M0VPE)、超真空化學氣相沈積法（UHVCVD )、氫化物氣相外延法（HVPE)、及金屬有機化學氣相沈 積法（MOCVD)等中的一種或複數種實現。所述第一半導 體層106、活性層1〇8及第二半導體層11〇連續生長。所 述第一半導體層106、活性層1〇8及第二半導體層110構 成發光二極體10的有源層。 ^ [0035]所述第一半導體層106的生長的厚度可根據需要製備。具 體地’所述第一半導體層106的生長的厚度可為1微来至 15微米，本實施例中，所述第一半導體層106的厚度為2 微米。所述第一半導體層包括一外質半導體層， 該外質半導體層111可為N型半導體層或p型半導體層兩種 類型’所述N型半導體層的材料包括N型氮化鎵、N型坤化 鎵及N型磷化銅等中的一種，所述P型半導遨層的材料包 括P塑氮化鎵、p型砷化鎵及P型磷化銅等材料中的一 所述N型半導體層具有提供電子移動場所的作用，所述p 1002027348-0 100116301 表單煸號A0101 第17頁/共39頁 201244156 型半導體層具有提供電洞移動場所的作用。本實施例中 ，所述外質半導體層丨丨丨為“摻雜的N型氮化鎵。 [0036] [0037] [0038] 所述活性層108的厚度為〇· 〇1微米至〇. 6微米。所述活性 層108為包含一層或複數層量子阱層的量子阱結構 (Quantum Well)。量子阱層的材料為氮化銦鎵、氮化銦 鎵鋁、砷化鎵、砷化鋁鎵、磷化銦鎵、磷化銦砷或砷化 銦鎵中的一種或複數種。本實施例中，所述活性層1〇8的 厚度為0. 3微米’為InGaN/GaN的複合結構。所述活性層 108為光子激發層，為電子與電洞相結合產生光子的場所 〇 所述第二半導體層110的厚度為〇. 1微米至3微米。所述第 二半導體層110可為N型半導體層或p型半導體層兩種類型 ’並且所述第二半導體層n〇與第一半導體層丨〇6中的外 質半導體層111分屬兩種不同類型的半導體層。所述第二 半導體層110遠離基底102的表面可作為發光二極體10的 出光面。本實施例中，所述第二半導體層11〇為鎂摻 雜的P型氮化鎵’其厚度為〇.3微米。 本實施例採用MOCVD方法製備所述第一半導體層1〇6，其 中，採用高純氨氣（nh3)作為氮的源氣，採用氫氣（up作 載氟’採用二曱基鎵（TMGa)或三乙基鎵（TEGa)作為Ga源 ，採用矽烷（SiH4)作為Si源。所述生長第一半導體層 106的方法具體包括以下步驟： S31，將在步驟S20中得到的外延生長面122鋪設有奈米 碳官層104的藍寶石基底1〇2置入一反應室，加熱到11〇〇 100116301 表單編號A0101 第18頁/共39頁 1002027348-0 [0039] 201244156 °C至1 200°C，並通入H2、\或其混合氣體作為載氣，高 溫烘烤2 0 0秒至1 0 0 0秒。 [0040] S32，繼續通入載氣，並降溫到500°C至650°C，通入三 曱基鎵及氨氣，或三乙基鎵及氨氣，低溫生長GaN層，所 述低溫GaN層作為繼續生長第一半導體層106的缓衝層， 其厚度為10奈米至50奈米。由於第一半導體層106與藍寶 石基底102之間具有不同的晶格常數，因此所述緩衝層用 於減少第一半導體層106生長過程中的晶格失配，降低生 長的第一半導體層106的錯位密度。所述緩衝層的材料還 可為氮化銘。 [0041] S33，停止通入三甲基鎵或三乙基鎵，繼續通入氨氣及載 氣，同時將溫度升高到11〇0°C至1200°C，並恒溫保持30 秒至300秒。 [0042] S34，將反應室的溫度保持在1 000°C至1100°C，使反應 室壓強保持在100托至300托，繼續通入氨氣及載氣，同 時重新通入三曱基鎵或三乙基鎵，生長厚度為200奈米至 10微米的高溫GaN層，該高溫GaN層可作為本質半導體層 m。 [0043] S35，將基底102的溫度保持在1000°C至1100°C，繼續通 入氨氣、載氣及三甲基鎵或三乙基鎵，進一步通入矽烷 ，在高溫下生長出高質量的外質半導體層111。在此，所 述緩衝層、本質半導體層101及外質半導體層111統稱為 第一半導體層106。 [0044] 其中，所述第一半導體層106的生長過程可分為以下階段 100116301 表單編號 A0101 第 19 頁/共 39 頁 1002027348-0 201244156 [0045] 第一階段·沿著基本垂直於所述外延生長面12 2的 核並外延生長形成複數外延粒子，所述複數外延粒 奈米碳管層104中的奈米碳管間隔； 方向成 子由 [0046] [0047] [0048] [0049] 第二階段：所述複數外延粒子沿著基本平行於所述外 生長面122的方向外延生長形成一連續的外延薄膜； 第三階段：所述外延薄膜沿著基本垂直於所述外延生長 面122的方向外延生長高質量的外延層，該複數外延粒子 、外延薄膜及高質量的外延層形成一第一半導體層1〇6。 在第一階段，由於奈米碳管層1〇4設置於所述外延生長面 122，因此外延晶粒僅從所述基底1〇2暴露的部份生長， 即外延粒子從奈米碳管層1〇4的空隙1〇5處生長出來。 在第一階段，外延粒子從奈米碳管層1〇4中的生長出來之 後，基本沿著平行於外延生長面122的方向園繞所述奈米 故b層1 0 4中的奈米碳管側向外延生長然後逐漸連成一 體，從而將所述奈米碳管層104半包圍，在第一半導體層 與基底丨〇2結合的表面形成複數奈米級的微結構。所 述半包圍係指，由於奈米碳管的存在，所述第一半 導體層106與基底丨02結合的表面形成複數奈米级的凹槽 亥複數奈米級的凹槽與基底1〇2構成複數奈米級的孔洞 103所述奈米碳管層1 位於該奈米級的孔洞1 内， 所述奈米碳管層1〇4中的奈米碳管與第一半導體層1〇6不 接觸。每一孔洞1〇3内設置有一奈米碳管或由複數奈米碳 管組成的一奈米碳管束，設置在複數每一孔洞103内的奈 100116301 表單編號A0101 第20頁/共39頁 1002027348-0 201244156 [0050] Ο [0051] [0052] ◎ [0053] [0054] 米碳管相互通過凡得瓦力連接構成所述奈米碳管層104。 由於生長條件的不同及奈米碳管束直徑的不同，所述孔 洞1 03橫截面的形狀可為規則的幾何形狀或不規則的幾何 形狀’所述孔洞103橫截面的最大孔徑為20奈米至200奈 米，優選的所述孔洞103橫截面的最大孔徑為50奈米或 100奈米。 所述活性層108的生長方法與第一半導體層106基本相同 。在生長完第一半導體層106之後’緊接著生長所述活性 層108。具體的，生長所述活性層1〇8時採用三甲基銦作 為銦源，所述活性層108的生長包括以下步驟： 步驟（al)，生長所述第一半導體層1〇6的步驟S34之後停 土通入矽烷，將反應室的溫度保持在7〇〇°C至900°C，使 反應室壓強保持在50托至500托； 步驟（a2)，向反應室通入三甲基銦，生長InGaN/GaN複 數量子阱層，形成所述活性層。 所述第二半導體層110的的生長方法與第一半導體層106 基本相同，具體的，在生長完活性層108之後，採用二茂 鎂作（Cp2Mg)為鎂源，所述第二半導體層110的生長包括 以下步驟： 步驟（bl)，生長所述活性層108的步驟（a2)之後停止通 入三甲基銦，將反應室的溫度保持在1 000°C至1100°C， 使反應室壓強保持在76托至200托； 步驟（b2)，向反應室通入二茂鎂，生長Mg摻雜的P型GaN 層，形成所述第二半導體層110。 100116301 表單編號A0101 第21頁/共39頁 1002027348-0 [0055] 201244156 卿]帛二半導體層11G生長結束後，用透射電子顯微鏡（ΤΕΜ) 對第—半導體層106及基底102的結合處進行觀察及測試 。請參閱圖7，淺色的部份為藍寶石，；罙色的部份為第一 半導體層。第一半導體層僅從基底的外延生長面沒有奈 米碳官層的位置開始生長，然後連成一體。所述第一半 導體層與基底結合的表面形成複數孔洞，所述奈米碳管 層設置於該孔洞内，且與第一半導體層間隔設置。 [0057] 進一步，還可包括一在Ρ型半導體層11〇表面生長一高摻 雜的半導體電極接觸層（圖未示）的步驟。該步驟通過 改變所述源氣中摻雜元素的含量來實現。 [0058] 在步驟S40中，蝕刻所述第二半導體層u〇、活性層1〇8 的部份區域的方法為反應離子姓刻法。可以理解，在蚀 刻活性層108之後，還可繼續蝕刻第一半導體層1〇6，蝕 刻第一半導體層106的方法同樣為反應離子蝕刻法。所述 蝕刻第一半導體層106步驟中所述奈米碳管層1〇4未被曝 露。所述基底102、奈米碳管層1〇4、第一半導體層1〇6 、活性層108及第二半導體層110共同構成一發光二極體 基片。 [0059]本實施例中活性層108及第二半導體層110分別為氮化銦 鎵/氮化鎵層及Ρ型氮化鎵層，具體蝕刻步驟為：於發光 二極體基片中ρ型氮化鎵層的表面形成一層光刻膠，去除 該光刻膠層靠近一侧邊的部份區域内的光刻膠以暴露ρ型 氮化鎵層的部份表面；將發光二極體基片放置在—减應 耦合電漿系統中；以四氣化矽及氣氣為蝕刻氣體去除暴 露Ρ型氮化鎵層及氮化銦鎵/氮化鎵層從而暴露氛化錄 100116301 表單編請01 ^ 22 39 5 ^ 1002027348-0 201244156 [0060]
[0061] ❹ [0062] 100116301 層。本實施例中’電漿系統的功率係5 0瓦，氯氣的通入 速率為26sccm，四氯化矽的通入速率為4sccin，形成氣 壓為2帕，蝕刻〇.3微米的P型氮化鎵層及〇. 3微米氮化銦 鎵/氮化鎵層。 在步驟S50中，所述第一電極114設置於被暴露的第一半 導體層106的表面’第一電極114可為N型電極或P型電極 ，其與第二半導體層1〇6中的外質半導體層lu的類型相 同。所述第二電極112設置於第二半導體層110的表面。 該第二電極112可為N型電極或p型電極，其與第二半導艘 層110的類型相同。 所述第二電極112、第一電極114至少為一層結構，它們 的厚度為0. 01微米至2微米《所述第一電極114、第二電 極112的材料包括鈦、鋁、鎳及其合金中的一種或其任意 組合》本實施例中，所述第二電極112為p型電極，該第 二電極112為兩層結構，包括一厚度為15〇埃的鈦層及一 厚度為2000埃的金層。所述第一電極114為?^型電極，該 第一電極114為兩層結構，包括一厚度為15〇埃的鎳層及 一厚度為1 000埃的金層。 本發明提供的發光二極體10的製備方法具有以下優點： 其一，所述奈米碳管層104為自支撐結構可直接鋪設於基 底102上，不需要濺鍍等複雜方法，製備方法簡單；其二 ，通過設置奈米碳管層1〇4，並在奈米碳管層1〇4的表面 外延生長第一半導體層1〇6，可於第一半導體層1〇6靠近 基底102的表面形成複數凹槽，避免了蝕刻等複雜方法， 從而減小了製備過程中對發光二極體1〇晶格結構的破壞 表單編號A0101 第23頁/共39頁 1002027348-0 201244156 ο [0063] 請參閱圖8，本發明第一實施例製備獲得的一種發光二極 體10 ’其包括一基底10 2、一奈米碳管層1〇4、一第一半 導體層106、一活性層1〇8、一第二半導體層no、一第 一電極114及一第二電極112。所述第一半導體層1〇6、 活性層108及第二半導體層11〇依次層疊設置於所述基底 102的一側。所述第一半導體層106靠近基底ι〇2設置。 所述奈米碳管層104設置於基底102與第一半導體層1〇6 之間。所述第一電極114與所述第一半導體層1〇6電連接 。所述第二電極112與所述第二半導體層11〇電連接。 [0064] 所述基底102具有一外延生長面122。所述奈米碳管層 104設置於所述基底1〇2的外延生長面122，該奈米碳管 層104具有複數空隙，所述基底1〇2的外延生長面122對 應所述奈米碳管層104的空隙的部份暴露。所述第—半導 體層106設置於所述基底1〇2的外延生長面122，並覆蓋 所述奈米碳管層104。所述奈米碳管層104設置於所述第 一半導體層106與基底102之間。 [0065] 所述第一半導體層106將所述奈米碳管層104覆蓋，並渗 透所述奈米碳管層104的複數空隙與所述基底102的外延 生長面122接觸，即所述奈米碳管層104的複數空隙中均 滲透有所述第一半導體層106。所述第一半導體層1〇6與 其覆蓋的奈米碳管層104在微觀上間隔設置。第一半導體 層106與基底1〇2結合的表面具有複數奈米級的凹槽^ ~ 述複數奈米級的凹槽與所述基底102構成複數奈米級的孔 100116301 洞103。所述奈米碳管層1〇4設置於該孔洞103内 表單編號Α0101 第24頁/共39頁 具體 1002027348-0 201244156 [0066]
100116301 地，所述奈米碳管層104中的奈米碳管分別設置在複數孔 洞103内。所述孔洞103形成在第一半導體層106與所述 基底102結合的表面，在每一孔洞103内，奈米碳管均基 本與所述第一半導體層106不接觸。所述孔洞103橫截面 的形狀可為規則的幾何形狀或不規則的幾何形狀，所述 孔洞103橫截面的最大寬度為20奈米至200奈米，本實施 例中，所述孔洞103的最大寬度為50奈米至100奈米。 所述奈米碳管層104為一自支撐結構。該奈米碳管層104 包括奈米碳管膜或奈米碳管線。所述奈米碳管線可為非 扭轉的奈米碳管線或扭轉的奈米碳管線。具體地，所述 非扭轉的奈米碳管線包括複數沿該非扭轉的奈米碳管線 長度方向延伸的奈米碳管。所述扭轉的奈米碳管線包括 複數繞該扭轉的奈米碳管線軸向螺旋延伸的奈米碳管。 所述奈米碳管層104可為複數平行且間隔設置的奈米碳管 線也可為複數交叉設置的奈米碳管。本實施例中，所述 奈米碳管層104為一單層奈米碳管膜，該奈米碳管膜包括 複數奈米碳管，該複數奈米破管的軸向沿同一方向擇優 取向延伸，延伸方向相同的相鄰的奈米碳管通過凡得瓦 力首尾相連。在垂直於延伸方向的相鄰的奈米碳管之間 部份間隔設置存在微孔或間隙，從而構成空隙。當所述 奈米碳管層104為複數相互平行排列的奈米碳管線或為一 單個奈米碳管拉膜時，所述複數奈米級孔洞的形狀為複 數相互平行的條狀孔洞。當所述奈米碳管層104的為至少 二交叉設置的奈米碳管拉膜或複數交叉設置的奈米碳管 線時，所述複數奈米級孔洞103形成相互連通，且分佈在 表單編號A0101 第25頁/共39頁 1002027348-0 201244156 同一表面。 [0067] 本發明提供的發光二極體10具有以下有益效果：第一， 所述第一半導體層106與基底102結合的表面具有複數奈 米級的凹槽，該複數奈米級的凹槽可起到散射的作用， 當活性層108中產生的部份光子以大角度入射到該複數奈 米級的凹槽表面時，該複數奈米級的凹槽會改變光子的 運動方向，從而可提高所述發光二極體10的光取出率； 第二，由於奈米碳管層104具有良好的導熱性，從而可將 發光二極體10工作過程中產生的熱量導出，從而延長所 述發光二極體10的使用壽命。 [0068] 综上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提 出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例 ，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案 技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化， 皆應涵蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 [0069] 圖1為本發明第一實施例提供的發光二極體的製備方法的 方法流程圖。 [0070] 圖2為本發明第一實施例提供的發光二極體的製備方法中 採用的奈米碳管膜的掃描電鏡照片。 [0071 ] 圖3為圖2中的奈米碳管膜中的奈米碳管片段的結構示意 圖。 [0072] 圖4為本發明第一實施例提供的發光二極體的製備方法中 採用的複數層交叉設置的奈米碳管膜的掃描電鏡照片。 100116301 表單編號A0101 第26頁/共39頁 1002027348-0 201244156 / [0073] 圖5為本發明第一實施例提供的發光二極體的製備方法中 [0074] 採用的奈米碳管線的掃描電鏡照片。 圖6為本發明第一實施例提供的發光二極體的製備方法中 採用的扭轉的奈米碳管線的掃描電鏡照片。 [0075] 圖7為本發明第一實施例提供的發光二極體的製備方法中 的第一半導體層與基底介面處的透射電鏡照片。 [0076] 圖8為本發明第一實施例提供的發光二極體的結構示意圖 〇 〇 [0077] 【主要元件符號說明】 10 :發光二極體 [0078] 101 :本質半導體層 [0079] 102 :基底 [0080] 103 :孔洞 [0081] 104 :奈米碳管層 〇 [0082] 105 :空隙 [0083] 106 :第一半導體層 [0084] 108 :活性層 [0085] 110 :第二半導體層 [0086] 111 :外質半導體層 [0087] [0088] 112 :第二電極 114 :第一電極 100116301 表單編號A0101 第27頁/共39頁 1002027348-0 [0088] 201244156 [0089] 122 ： 外延生長面 [0090] 143 ： 奈米碳管片段 [0091] 145 ： 奈米碳管 100116301 表單编號 A0101 第 28 頁/共 39 頁 1002027348-0

Claims (1)

  1. 201244156 七、申請專利範圍： 1 . 一種發光二極體，其包括： —基底； 一第一半導體層、一活性層及一第二半導體層依次層疊設 置於所述基底的一表面，且所述第一半導體層靠近基底設 置； 一第一電極與所述第一半導體層電連接； 一第二電極與所述第二半導體層電連接； 其改良在於：所述第一半導體層在與所述基底結合的表面 形成複數奈米級的凹槽，所述第一半導體層與基底之間構 成槔數奈米級的孔洞，所述發光二極體進一步包括一奈米 碳管層，其位於所述第一半導體層及基底之間，所述奈米 碳管層設置於該孔洞内。 2.如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中，所述奈 米碳管層為一自支撐結構直接鋪設在所述基底的外延生長 面。 3 .如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中，所述奈 ❹ 米碳管層中具有複數空隙，所述第一半導體層從所述基底 的外延生長面通過該空隙暴露的部份生長。 4 .如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中，所述第 一半導體層覆蓋所述奈米碳管層設置並滲透奈米碳管層的 空隙與所述基底的外延生長面接觸。 5 .如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中，所述複 數孔洞的橫截面的最大寬度為20奈米至200奈米。 6.如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中，所述複 100116301 表單編號A0101 第29頁/共39頁 1002027348-0 201244156 數孔洞的橫截面的最大寬度為5〇奈米至丨杏米 如申請專利範圍第1項所述之發光n = ° :碳管層包括至少-奈米碳管膜，該奈米碳管膜= 奈米碳管，且所述魏奈米·_向 馒數 向延伸。 方向擇優取 如申請專利範圍第1項所述之發光二 肢再中，所述軸 向沿同-方向㈣取向延伸的相鄰的奈米碳管通過凡 力首尾相連。 y.如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中，所述夺 米碳管層包括複數奈米碳管膜層疊設置。 τ 10.如申請專利範圍第i項所述之發光二極體，其中，所述夺 米碳管層包括複數平行且間隔設置的奈米碳管線。不 11 .如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中，所述奈 米碳管層包括複數交又設置的奈米碳管線。 12. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中，所述奈 米碳管層為一連續的整體結構。 13. 如申請專利範圍第}項所述之發光二極體，其中，所述奈 米碳管層包括複數奈米碳管沿著平行於奈米碳管層表面的 方向延伸。 14 15 16 如申請專利範圍第7或10項所述之發光二極體，其中，所 述複數孔洞為複數平行且間隔排列的條形孔洞。 如申請專利範圍第9或11項所述之發光二極體，其中，所 述複數孔洞相互連通’且分佈在同·一表面。 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中，所述活 性層及第一電極間隔設置於所述第一半導體層的遠離基底 的表面。 100116301 表單編號A0101 第30頁/共39頁 1002027348-0 201244156 17 .如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中，所述第 一半導體層包括一緩衝層、一本質半導體層及一外質半導 體層。 100116301 表單編號A0101 第31頁/共39頁 1002027348-0
TW100116301A 2011-04-29 2011-05-10 發光二極體 TWI413281B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110110801.XA CN102760806B (zh) 2011-04-29 2011-04-29 发光二极管

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201244156A true TW201244156A (en) 2012-11-01
TWI413281B TWI413281B (zh) 2013-10-21

Family

ID=47055192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100116301A TWI413281B (zh) 2011-04-29 2011-05-10 發光二極體

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8558217B2 (zh)
CN (1) CN102760806B (zh)
TW (1) TWI413281B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101752477A (zh) * 2008-11-28 2010-06-23 清华大学 发光二极管
TWI546979B (zh) * 2012-03-05 2016-08-21 晶元光電股份有限公司 對位接合之發光二極體裝置與其製造方法
CN103367555B (zh) * 2012-03-28 2016-01-20 清华大学 发光二极管的制备方法
CN103811606A (zh) * 2012-11-13 2014-05-21 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管及发光二极管制造方法
CN104952987B (zh) * 2014-03-26 2018-04-24 清华大学 发光二极管
CN112786755B (zh) * 2019-11-08 2023-03-17 清华大学 发光二极管
DE102022102362A1 (de) * 2022-02-01 2023-08-03 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur herstellung einer halbleiteranordnung und halbleiteranordnung

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0722054D0 (en) * 2007-11-09 2007-12-19 Photonstar Led Ltd LED with enhanced light extraction
TW200929601A (en) * 2007-12-26 2009-07-01 Epistar Corp Semiconductor device
JP5276852B2 (ja) * 2008-02-08 2013-08-28 昭和電工株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体エピタキシャル基板の製造方法
JP4479809B2 (ja) * 2008-02-21 2010-06-09 ソニー株式会社 発光素子、電子機器及び発光素子の製造方法
CN101488551B (zh) * 2009-02-20 2011-12-14 华中科技大学 一种GaN基发光二极管的制备方法
CN101820036B (zh) * 2009-02-27 2013-08-28 清华大学 一种发光二极管的制备方法
TWI380480B (en) * 2009-03-06 2012-12-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Method for manufacturing light emitting diode
JP2012529775A (ja) * 2009-06-09 2012-11-22 シンマット，インコーポレーテッド 高光取り出し効率固体光源
KR101636915B1 (ko) * 2010-09-03 2016-07-07 삼성전자주식회사 그래핀 또는 탄소나노튜브를 이용한 반도체 화합물 구조체 및 그 제조방법과, 반도체 화합물 구조체를 포함하는 반도체 소자

Also Published As

Publication number Publication date
CN102760806A (zh) 2012-10-31
CN102760806B (zh) 2014-12-10
TWI413281B (zh) 2013-10-21
US8558217B2 (en) 2013-10-15
US20120273756A1 (en) 2012-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9202975B2 (en) Light emitting diode including graphene layer
TWI415303B (zh) 發光二極體
TWI445206B (zh) 發光二極體之製備方法
TWI504016B (zh) 發光二極體
TWI466326B (zh) 發光二極體
US9190565B2 (en) Light emitting diode
TW201244148A (en) Method for making light-emitting diode
TW201243901A (en) Method for making light-emitting diode
TW201244156A (en) Light emitting diode
TW201244152A (en) A method for making light-emitting diode
US8823045B2 (en) Light emitting diode with graphene layer
TWI444326B (zh) 發光二極體的製備方法
TWI446587B (zh) 發光二極體
TW201244173A (en) A method for making light-emitting diode
TWI446579B (zh) 發光二極體之製備方法
TWI457271B (zh) 半導體外延結構的製備方法
TW201244159A (en) Light-emitting diode
TWI487143B (zh) 發光二極體的製備方法
TWI479681B (zh) 半導體外延結構