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。
技术实现要素：
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；
图中，101：衬底；102：非掺杂gan；103：n掺杂gan；104：多量子阱；105：p掺杂gan；106：ito透明电极；107：p厚金属电极；108：n厚金属电极；111：ps纳米球；112：镀在ps纳米球上的ito层。
图2是实施例的样品电镜图，在透明电极ito的表面制备400nm的ps球，然后倾斜60°沉积300nm厚的ito所得的折射率分层的纳米结构图。
图3是实施例的样品电镜图，在透明电极ito的表面制备600nm的ps球，然后倾斜60°沉积300nm厚的ito所得的折射率分层的纳米结构图。
图4是实施例的样品电镜图，在透明电极ito的表面制备800nm的ps球，然后倾斜60°沉积300nm厚的ito所得的折射率分层的纳米结构图。
具体实施方式
下面通过具体较佳实施例结合附图对本实用新型做进一步详细说明，但本实用新型并不仅限于以下的实施例。
本实用新型公开了一种发光二极管(led)芯片表面周期性的折射率分层渐变的纳米结构。该发光二极管(led)纳米结构包括led本体，所述led本体依次包括衬底、非掺杂gan层、n掺杂gan层、多量子阱层、p掺杂gan层、ito透明电极层和纳米结构层，所述的纳米结构包括ps纳米球以及镀在ps纳米球上的ito层。
实施例1
一种周期性的折射率分层渐变的纳米结构发光二极管(led)，其结构包括：衬底101，形成于该衬底101上的非掺杂gan层102；形成于该非掺杂gan层102上的n掺杂gan层103；形成于该n掺杂gan层103上的多量子阱层104；形成于该多量子阱层104上的p掺杂gan层105；形成于该p掺杂gan层105上的ito透明电极层106；形成于该ito透明电极层106上的纳米结构。
该纳米结构包括ps纳米球111、以及镀在该ps纳米球111上的ito层112。本实用新型实施例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。
该新型led结构可以是不同发光波长的led，根据led芯片的发光波长，可以选择合适的ps纳米球。本实用新型提出的纳米结构，能有效提高不同发光波长的出光效率。例如，对于近紫外、蓝光led，可以选择直径约为450nm的小球；对于绿光的led，可以选择直径约为550nm的小球。
对于红光的led，可以选择周期为650nm的小球。选择合适的ps纳米球，分布在ito电极层表面形成周期性的ps纳米球阵列。
该ps纳米球阵列表面镀有一层ito，该ps纳米球与该ito层形成混合介质，其折射率在ps纳米球与ito之间，形成折射率渐变的分层纳米结构。
如图1所示，镀好透明电极的led基片的结构如下：
在蓝宝石衬底101上沉积一层非掺杂gan102，再生长一层n掺杂gan103，然后生长多量子阱104，最后生长p掺杂gan105，然后蒸镀60-100nm的ito透明电极层。
本实用新型的纳米led结构无需刻蚀工艺的方法，在led的透明电极层制备纳米结构，并且该纳米结构存在折射率渐变分层的优点，该纳米结构可以破坏led材料的全反射，增大光输出临界角，而渐变折射率介质减少菲涅耳透射损耗，从而提高led芯片的出光效率。
为了表明该方法的有效性，图2-4分别表示实验中所得的电镜图。图示结果表明，该方法能在led的透明电极层有效地制备折射率分层的纳米结构。
图2是实施例的样品电镜图，在透明电极ito的表面制备400nm的ps球，然后倾斜60°沉积300nm厚的ito所得的折射率分层的纳米结构图。
图3是实施例的样品电镜图，在透明电极ito的表面制备600nm的ps球，然后倾斜60°沉积300nm厚的ito所得的折射率分层的纳米结构图。
图4是实施例的样品电镜图，在透明电极ito的表面制备800nm的ps球，然后倾斜60°沉积300nm厚的ito所得的折射率分层的纳米结构图。
综上所述，本实用新型主要提供一种折射率渐变分层的周期性纳米结构led，该结构较容易实施，避免了复杂昂贵的生长工艺。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
1.一种周期性的折射率分层渐变的纳米结构led，其特征在于其包括：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。
2.如权利要求1所述的周期性的折射率分层渐变的纳米结构led，其特征在于：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。
3.如权利要求2所述的周期性的折射率分层渐变的纳米结构led，其特征在于：所述球形阵列为排列在ito透明电极层表面的聚苯乙烯ps材料，所述球形阵列具有周期性。
4.如权利要求2所述的周期性的折射率分层渐变的纳米结构led，其特征在于：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。
技术总结