[发明专利]一种利用纳米压痕提高发光二极管光提取效率的方法

权利要求书

1.一种利用纳米压痕提高发光二极管光提取效率的方法，其特征在于，该方法包括：

利用纳米级图形化蓝宝石衬底作为模板，通过对纳米级图形化蓝宝石衬底与发光二极管外延片施加载荷，在所述载荷外力作用下，蓝宝石衬底上的纳米级图形化结构作为压头压入发光二极管外延片的磷化镓窗口层，并在所述发光二极管外延片的磷化镓窗口层获得周期性纳米级图形化压痕结构。

2.根据权利要求1所述的一种利用纳米压痕提高发光二极管光提取效率的方法，其特征在于，包括具体步骤如下：

①将纳米级图形化蓝宝石衬底和发光二极管外延片进行超声清洗以保证其各自表面清洁；

②利用纳米级图形化蓝宝石衬底作为纳米压痕模板，将所述蓝宝石衬底具有纳米级图形化结构的一面紧贴所述发光二极管外延片的上表面；

③对所述纳米级图形化蓝宝石衬底与发光二极管外延片加载压力，所述加载压力的方向为垂直于发光二极管表面的方向，使所述蓝宝石衬底表面的纳米级图形化结构作为压头压入所述发光二极管外延片，在所述发光二极管外延片上形成纳米级图形的压痕结构，所述纳米级图形压痕结构的深度为所述蓝宝石衬底具有纳米级图形化结构长度的10％-20％；

④卸载压力，清理发光二极管上表面，获得具有与所述蓝宝石衬底相同纳米级图形的压痕结构。

3.利用如权利要求1或2任意一项所述方法对红光发光二极管外延片进行纳米压痕处理，包括步骤如下：

(1)红光发光二极管外延片的生长：利用有机金属化学气相沉积发在GaAs衬底表面依次生长布拉格反射镜、n型铝镓铟磷层、多量子阱层、p型铝镓铟磷层和p型GaP层，制备成红光发光二极管外延片；

(2)纳米级图形化蓝宝石衬底的制备：在蓝宝石衬底表面形成掩模层，将掩膜层图形化，利用ICP刻蚀在蓝宝石衬底表面获得类半球形图形化结构；

(3)利用步骤(2)中的纳米级图形化蓝宝石衬底作为纳米压痕模板，将所述蓝宝石衬底具有纳米级图形化结构的一面紧贴所述红光发光二极管外延片的上表面；

(4)对所述红发光发光二极管外延片进行纳米压痕：利用现有的压力设备，对纳米级图形化蓝宝石衬底与红光发光二极管外延片加载压力，保证压力方向始终垂直于红光发光二极管表面方向，使蓝宝石衬底表面的纳米级图形化结构作为压头压入红光发光二极管；在所述红光发光二极管外延片上形成纳米级图形的压痕结构，所述纳米级图形压痕结构的深度为所述蓝宝石衬底具有纳米级图形化结构长度的10％-20％；

(5)按照现有技术对经过步骤(4)获得的红光发光二极管外延片进行清洗；

将获得纳米压痕结构的红光发光二极管外延片放入去离子水中超声清洗10-15min，洗去外延片上的水溶性物质；然后将红光发光二极管的外延片放入丙酮中超声清洗10-15min，洗去外延片上的有机物，最终将红光发光二极管外延片放入酒精中超声清洗10-15min，洗去外延片表面的丙酮和其他有机物；

(6)利用现有的电极制备工艺和管芯切割工艺将清洗完毕的红光发光二极管外延片制备成红光发光二极管管芯。

4.根据权利要求3所述的对红光发光二极管外延片进行纳米压痕处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中获得红光发光二极管的p型GaP层的杨氏模量为158.06GPa，所述步骤(2)中获得的图形化结构为类半球形结构杨氏模量为360GPa，其等效半径为1μm，周期间距为3μm。