具有复合透明导电层的发光二极管及其制备方法
专利汇可以提供具有复合透明导电层的发光二极管及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种具有复合透明导电层的发光 二极管 及其制备方法，该 发光二极管 包括三族氮化物 外延 层、复合透明导电层、透明 钝化 层以及金属 电极 。复合透明导电层位于三族氮化物外延层与透明 钝化层 之间，并且由高价金属 原子 掺杂的 氧 化 钛 层与氧化铟 锡 层组成，所述掺杂氧化钛层形成于三族氮化物外延层上，氧化铟锡层 覆盖 在掺杂氧化钛层上并与掺杂氧化钛层形成凸凹镶嵌的复合多层结构。本发明公开的具有复合透明导电层的发光二极管能有效消除三族氮化物与透明导电层界面处的全反射，大幅度提高发光器件的光提取效率，并且具有工艺简单、低成本等优势，在超高 亮度 发光二极管制造领域应用前景广阔。，下面是具有复合透明导电层的发光二极管及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种发光二极管，包括三族氮化物外延层（101，102，103，104）、复合透明导电层（105，106）、透明钝化层（107）以及金属电极（108，109），其中：
所述复合透明导电层位于所述三族氮化物外延层与所述透明钝化层之间；
x+
所述复合透明导电层由高价金属原子掺杂的氧化钛层（TiO2:M ）（105）与氧化铟锡层（ITO，In2O3:Sn）（106）组成；以及
所述掺杂氧化钛层（105）形成于所述三族氮化物外延层上，所述氧化铟锡层（106）覆盖在所述掺杂氧化钛层（105）上并与所述掺杂氧化钛层形成凸凹镶嵌的复合多层结构。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，所述三族氮化物外延层包括：
衬底（101）；
N型三族氮化物半导体层（102），所述N型三族氮化物半导体层形成于所述衬底（101）上；
三族氮化物半导体多量子阱层（103），所述多量子阱层形成于所述N型三族氮化物半导体层（102）上；和
P型三族氮化物半导体层（104），所述P型三族氮化物半导体层形成于所述三族氮化物半导体多量子阱层（103）上。
3.根据权利要求2所述的发光二极管，其中，所述P型三族氮化物半导体层（104）包括InGaN应变层或者InGaN/GaN应变超晶格层，使得所述P型三族氮化物半导体层（104）与形成于其上的所述复合透明导电层（105）形成欧姆接触。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的发光二极管，其中，所述掺杂氧化钛层（105）具有无序岛状结构。
5.根据权利要求4所述的发光二极管，其中，所述掺杂氧化钛层（105）的无序岛状结构包括为球形、半球形、椭球形、锥形、柱形中的任意一种的几何形状，并且所述几何形状的尺寸在0.05*λ至1*λ之间，其中λ为所述发光二极管的主波长。
6.根据权利要求4所述的发光二极管，其中，所述掺杂氧化钛层（105）中掺杂的所述高价金属原子包括铌、钽、钼、钨中的至少一种以及它们的任意组合，所述高价金属原子的价态为+5或者+6。
7.根据权利要求4所述的发光二极管，其中，所述掺杂氧化钛层（105）的折射率与所述三族氮化物外延层的折射率相近。
8.根据权利要求7所述的发光二极管，其中，所述掺杂氧化钛层（105）为锐钛矿型晶体结构。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的发光二极管，其中，所述掺杂氧化钛层（105）和所述氧化铟锡层（106）在空间上呈周期性排列，构成二维光子晶体结构。
10.根据权利要求9所述的发光二极管，其中，晶格常数在100纳米至1微米之间。
11.根据权利要求9所述的发光二极管，其中，所述二维光子晶体结构的晶格类型为正方晶格、三角晶格或蜂窝晶格。
12.根据权利要求9所述的发光二极管，其中，所述二维光子晶体结构为光子准晶体。
13.根据权利要求12所述的发光二极管，其中，所述光子准晶体为五重对称、八重对称、十重对称和十二重对称中的任一种。
14.一种用于制备根据权利要求1所述的发光二极管的方法，包括以下步骤：
通过金属有机化学气相沉积形成所述三族氮化物外延层（101，102，103，104）；
在所述三族氮化物外延层（101，102，103，104）上形成所述复合透明导电层（105，106）；
和
通过等离子增强化学气相沉积形成所述透明钝化层（107）。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述形成三族氮化物外延层的步骤包括在衬底（101）上依次外延生长N型三族氮化物半导体层（102）、三族氮化物半导体多量子阱层（103）和P型三族氮化物半导体层（104）。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括以下步骤：
在形成所述三族氮化物外延层之后通过紫外光刻限定P型台面区域；
通过感应耦合等离子体刻蚀来去除所述P型三族氮化物半导体层（104）和所述三族氮化物半导体多量子阱层（103）的未被覆盖光刻胶的部分，直至露出所述N型三族氮化物半导体层（102）；
在形成所述复合透明导电层（105，106）之后，在所述N型三族氮化物半导体层（102）和所述氧化铟锡层（106）上分别蒸镀N金属电极（109）和P金属电极（108）；和在形成所述透明钝化层（107）之后，通过图形掩蔽和腐蚀去除所述金属电极（108，
109）上的透明钝化层。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述P型三族氮化物半导体层（104）的表面生长有InGaN应变层或者InGaN/GaN应变超晶格层。
18.根据权利要求14所述的方法，所述形成复合透明导电层的步骤包括以下步骤：
通过射频磁控溅射在所述三族氮化物外延层上沉积所述氧化钛层（105）；
使用Ar原子轰击所述氧化钛层（105），使得所述氧化钛层的表面形成纳米柱状结构；
在所述氧化钛层（105）上溅射沉积氧化铟锡透明薄膜，从而形成所述氧化铟锡层（106）；和
对所述氧化钛层（105）和所述氧化铟锡层（106）进行退火，从而形成所述复合透明导电层（105，106）。
19.根据权利要求14所述的方法，所述形成复合透明导电层的步骤包括以下步骤：
通过射频磁控溅射在所述三族氮化物外延层上沉积所述氧化钛层（105）；
通过紫外激光全息干涉在所述氧化钛层（105）上形成二维光子晶体结构；
在所述氧化钛层（105）上溅射沉积氧化铟锡透明薄膜，从而形成所述氧化铟锡层（106）；和
对所述氧化钛层（105）和所述氧化铟锡层（106）进行退火，从而形成所述复合透明导电层（105，106）。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，通过干法刻蚀技术将光子晶体图形从光刻胶薄膜转移到所述氧化钛层（105）上，从而形成所述二维光子晶体结构。
具有复合透明导电层的发光二极管及其制备方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
201b所示；随后对复合透明导电层进行退火，例如采用快速热退火装置在550度下退火60秒，最终复合透明导电层的对460纳米蓝光的整体穿透率大于95%，方阻低于20欧姆。
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