[实用新型]一种表面等离激元增强型LED

说明书

本实用新型属于LED的技术领域，公开了一种表面等离激元增强型LED。表面等离激元增强型LED，包括导电衬底，第一绝缘层、金属P电极、金属纳米层、金属键合层、柱状N电极、第二绝缘层、DBR反射层、p型GaN层、InGaN/GaN多量子阱层、n型GaN层；结构中电极为嵌入式电极结构。本实用新型将嵌入式电极结构和金属纳米层结合提高了GaN基LED光源量子效率、光输出功率、增强光通信的调制带宽；且金属纳米层易于制作在外延生长之后，避免了以往中断外延层生长而沉积金属，最终对外延腔室造成污染的问题。

技术领域

本实用新型涉及LED的技术领域，具体涉及一种表面等离激元增强型LED。

背景技术

LED由于其优异的性能，如：发光稳定，热损耗小，寿命长，被广泛用于交通、军事及日常照明中。特别是白光发光二极管替代传统照明光源，既节能又环保，是各界广泛认可的新一代固态照明电源。作为白光LED的基础，GaN基蓝光LED受到广泛的重视。高效大功率LED，是当前LED研发的重要目标。受限于材料与工艺水平，目前蓝光LED的量子效率还有很大的提升空间。因此，如何提高LED的发光效率，设计制造出高亮度、高效率的LED，具有十分重要的研究与应用价值。

利用金属纳米结构产生的表面等离激元增强LED发光具有巨大的潜力，既可以提高LED的内量子效率，也可以提升LED调制带宽以适用于可见光通信。然而，在LED外延结构中掺入金属纳米结构往往需要中断外延层生长，进行金属纳米层的制备，再将外延生长进行完成，所制备的金属纳米颗粒往往会对外延生长的设备腔室造成污染，并且也增大了工艺的复杂程度。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种表面等离激元增强型LED。本实用新型通过将金属纳米层制作位于P电极制作之前、外延生长之后，避免了传统结构中断外延生长以沉积金属纳米结构后进一步外延对外延腔室造成金属污染的问题。本实用新型将嵌入式电极结构与表面等离激元的纳米层结合，使得LED具有较好的性能。本实用新型还可以通过改变P电极孔的刻蚀深度来改变金属纳米层与量子阱的距离以改善优化其表面等离激元效应。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

一种表面等离激元增强型LED，包括导电衬底，第一绝缘层，金属P电极，金属纳米层，金属键合层，柱状N电极，第二绝缘层，DBR反射层，p型GaN层，InGaN/GaN多量子阱层，n型GaN层；所述导电衬底上依次形成金属键合层，第二绝缘层，DBR反射层，p型GaN层，InGaN/GaN多量子阱层，n型GaN层；所述金属P电极依次贯穿于导电衬底，金属键合层，第二绝缘层，DBR反射层，直至金属P电极的端部延伸至p型GaN层内部；延伸至p型GaN层内部的金属P电极的一端设有金属纳米层；所述第一绝缘层位于金属P电极的表面，金属P电极的两端无第一绝缘层，第一绝缘层也依次贯穿于导电衬底，金属键合层，第二绝缘层，DBR反射层，至p型GaN层内部；所述柱状N电极依次贯穿于第二绝缘层，DBR反射层，p型GaN层，InGaN/GaN多量子阱层，直至n型GaN层的内部，柱状N电极未穿透n型GaN层；所述柱状N电极的表面设有绝缘层，该绝缘层与第二绝缘层形成整体，所述柱状N电极两端未设有绝缘层(N电极的一端与n型GaN层接触)。

所述柱状N电极的表面设有的绝缘层依次贯穿于DBR反射层，p型GaN层，InGaN/GaN多量子阱层，直至n型GaN层的内部。

所述柱状N电极与导电衬底形成导电通。所述柱状N电极还贯穿于导电衬底和金属键合层，即柱状N电极依次贯穿于导电衬底、金属键合层、第二绝缘层、DBR反射层、p型GaN层、InGaN/GaN多量子阱层、直至n型GaN层的内部。此时贯穿于导电衬底和金属键合层的N电极的表面设有绝缘层，且N电极的下端无绝缘层，下端包括端面和贯穿于导电衬底的部分表面。

金属纳米层位于金属P电极和p型GaN接触界面。金属纳米层部分覆盖p型GaN层。

在界面处，金属纳米层与金属P电极所形成的端面为水平面或齿形。