[发明专利]具有复合透明导电层的发光二极管及其制备方法

权利要求书

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；

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^x+)(105)与氧化铟锡层(ITO，In₂O₃:Sn)(106)组成；

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；

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；以及

所述透明钝化层(107)为具有1.7的折射率以及200纳米的厚度的氮氧化硅钝化层。

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所述的发光二极管，其中，晶格常数在100纳米至1微米之间。

10.根据权利要求1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。

11.根据权利要求1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。

12.根据权利要求11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。

13.一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)。

14.根据权利要求13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)。