[实用新型]一种周期性的折射率分层渐变的纳米结构LED

说明书

本实用新型公开了一种周期性的折射率分层渐变的纳米结构LED。该新型的纳米结构LED包括：衬底；形成于该衬底上的非掺杂GaN层；形成于该非掺杂GaN层上的n掺杂GaN层；形成于该n掺杂GaN层上的多量子阱层；形成于该多量子阱层上的p掺杂GaN层；形成于该p掺杂GaN层上的ITO透明电极层；形成于该ITO透明电极层上的纳米结构，该纳米结构包括PS纳米球及镀在该PS纳米球上的ITO层。本实用新型提供的周期性的折射率分层渐变的纳米结构LED，可以提高LED的出光效率。

技术领域

本发明涉及一种发光二极管，属于半导体元器件制备技术领域，特别是涉及一种周期性的折射率分层渐变的纳米结构LED。

背景技术

LED照明以其绿色节约、寿命长、响应速率快和耐震动等优点，已取代白炽灯和荧光灯，成为新一代的光源。然而，由于氮化物LED半导体材料与空气具有较大的折射率差，只有少数的光子能逃逸到空气中，大多数其他的光子在界面发生全反射，无法逃逸出半导体材料内部，这使得LED的发光依然较低。

全反射使得LED产生的光子不能逃逸到空气中，入射角超过临界全反射角的光子会在LED内部来回反射，直至光子能量转化为LED的内能，使LED过热，寿命缩短，光提取效率大大下降。因此，提高LED光提取效率的研究具有一定的意义。

研究表明，在LED的出光面制备纳米结构可以破坏材料界面的全反射，能有效地提高LED的萃取效率。常规LED芯片的最外层是ITO透明电极材料，比较常见的方法是利用刻蚀的方法在ITO层制备纳米结构。

然而，近年来ITO透明电极越做越薄，一般为100nm以下，很难利用刻蚀的方法在ITO透明电极的表面制备纳米结构。

因此，如何才能在薄ITO透明电极的表面制备纳米结构LED是所属领域技术人员急需解决的技术难题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种周期性的折射率分层渐变的纳米结构LED，通过渐变折射率介质减少菲涅耳透射损耗，设计折射率渐变分层的纳米结构，不同光波段的LED使用不同直径的纳米结构，可以提高传统LED芯片的出光效率。

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种周期性的折射率分层渐变的纳米结构发光二极管(LED)。该新型的LED结构包括衬底；形成于该衬底上的非掺杂GaN层；形成于该非掺杂GaN层上的n掺杂GaN层；形成于该n掺杂GaN层上的多量子阱层；形成于该多量子阱层上的p掺杂GaN层；形成于该p掺杂GaN层上的ITO透明电极层；形成于该ITO透明电极层上的纳米结构；所述纳米结构包括PS纳米球及在PS纳米球上的ITO层。

上述周期性的折射率分层渐变的纳米结构LED，所述纳米结构为PS纳米球上镀ITO材料的球形阵列，所述纳米结构的每个纳米球的直径为200nm-1.5um之间。

上述周期性的折射率分层渐变的纳米结构LED，所述聚苯乙烯PS材料排列在ITO透明电极层表面，所述聚苯乙烯PS纳米球形阵列具有周期性。

上述周期性的折射率分层渐变的纳米结构LED，所述纳米结构的折射率在PS纳米球与ITO之间，所述纳米结构的折射率渐变分层。

借由上述技术方案，本实用新型具有的优点和有益技术效果是：

本实用新型聚苯乙烯PS纳米球的直径在200nm-1.5um之间，可以大批量生产，是一种新型微纳结构LED。本实用新型提供的周期性的折射率分层渐变的纳米结构LED，可以提高LED的出光效率。

附图说明

图1为本实用新型周期性的折射率分层渐变的纳米结构LED的一示意图；