[发明专利]带有直立式纳米线结构的LED及其制作方法

权利要求书

1.一种纳米结构化LED，包括基片(105)和从该基片(105)突出的至少一个直立式纳米线(110)，pn结促成有源区(120)的形成以产生光，特征在于波导(116)沿纳米线(110)长度的至少一部分形成并且将有源区中产生的光的至少一部分定向到由纳米线(110)给定的方向，

其中波导(116)具有第一有效折射率n_w，而围绕波导(116)的至少一部分的材料(107)具有第二有效折射率n_c，并且该第一有效折射率大于该第二有效折射率n_w＞n_c，以给波导(116)提供导波特性。

2.根据权利要求1所述的纳米结构化LED，其中该LED包括外延地连接到纳米线(110)的体积元件(115)，该体积元件被布置成来为有源区(120)的形成提供高掺杂水平。

3.根据权利要求1所述的纳米结构化LED，其中该波导(116)包括包围纳米线(110)的至少一部分的壳状结构(117、118)。

4.根据权利要求1所述的纳米结构化LED，其中纳米线(110)与基片形成限定角度，并且如果考虑到第一有效折射率和第二有效折射率，纳米线和基片之间的角度足以实现全内反射。

5.根据权利要求1所述的纳米结构化LED，其中波导(116)被提供有至少一个包层(112，113，119)以形成纳米线和包层组件以便增强波导(116)的导波特性。

6.根据权利要求5所述的纳米结构化LED，其中一个或多个包层(113)提供朝纳米线-包层组件的边界的渐变折射率。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的纳米结构化LED，其中该LED被设计成产生特定波长区内的光，并且波导(116)的直径是使得对于特定波长区内的光而言该波导中的光传播不因尺寸效应而受阻。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的纳米结构化LED，其中波导(116)的直径大于λ/2n_w，其中λ是所产生的光的波长。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的纳米结构化LED，其中该纳米结构化LED被布置成产生可见光区内的光并且波导(116)的直径大于80nm。

10.根据权利要求1所述的纳米结构化LED，其中与有源区(120)相关联的pn结由纳米线(110)和体积元件(115)或壳状结构(117，118)形成。

11.根据权利要求1所述的纳米结构化LED，其中该基片被提供有反射层(108)，并且该反射层(108)被提供有纳米线(110)延伸经过的通孔。

12.根据权利要求11所述的纳米结构化LED，其中反射层(108)在波导(116)的一部分之下延伸并且覆盖波导(116)的横截面的外部分。

13.根据权利要求1所述的纳米结构化LED，其中反射装置被提供在波导(116)内并且被布置成反射在朝基片(105)的方向上横进的光。

14.根据权利要求11所述的纳米结构化LED，其中波导(116)具有第一有效折射率n_w，而反射层具有第二有效折射率n_s，且n_w＞n_s，并且纳米线和反射层之间的角度足以实现全内反射。

15.根据权利要求2所述的纳米结构化LED，其中纳米线(110)和体积元件(115)被布置成从体积元件(115)来看将光以向下方向定向通过基片。

16.根据权利要求15所述的纳米结构化LED，其中外延地连接到该纳米线(110)的体积元件(115)的外表面的一部分由反射层(135)覆盖。

17.根据权利要求16所述的纳米结构化LED，其中该反射层用作接触。

18.根据权利要求1所述的纳米结构化LED，包括带有LED层(1205)和多个纳米线(1210)的平面LED，所述多个纳米线以直立式配置被布置在与LED层外延连接的平面LED表面上并且作为所产生的光的波导。