[发明专利]一种GaN基发光二极管的制备方法

权利要求书

1.一种GaN基发光二极管的制备方法，包括利用金属有机化学气相沉积和分子束外延的半导体外延层生长步骤，其特征是所述方法包括以下步骤：

a.半导体外延层的生长：

先把衬底(1)清洗干净，利用金属有机化学气相沉积即MOCVD、分子束外延即MBE公知的半导体外延生长方法在衬底(1)上依次沉积缓冲层(2)及半导体外延叠层结构，该半导体外延叠层由下往上至少包括N型层(3)，发光层(9)和P型GaN层(5)；

b.在P型GaN层(5)表面上制备透明导电电极(6)：

把用真空过滤方法得到的带有CNT薄膜的过滤膜放置在P型GaN层(5)表面上，保证过滤膜上CNT薄膜的一侧和P型GaN层(5)表面紧密接触；待CNT薄膜干了后去掉过滤膜，在P型GaN层上得到的CNT薄膜用丙酮清洗数次，再用甲醇清洗；

c.二维CNT薄膜光子晶体(8)的制备：

在透明导电电极(6)上需透光部分，用纳米压印和刻蚀相结合的方法制作二维CNT薄膜光子晶体(8)；

d.N型金属电极(4)的形成：

部分刻蚀透明导电电极(6)、P型GaN层(5)和发光层(9)，直到露出N型层(3)，在N型层经刻蚀露出的区域用蒸镀方法形成N型金属电极(4)；

e.在透明导电电极(6)需电接触部分制备P型电极(7)：

在透明导电电极(6)上电接触部分沉积一层或多层P型电极(7)，该P型电极是金属电极或合金电极；

至此制备出用CNT薄膜作为透明导电电极的GaN基发光二极管。

2.根据权利要求1所述的GaN基发光二极管的制备方法，其特征是：在所述透明导电电极(6)上形成有一个或一个以上衍射光栅，该衍射光栅是发光二极管的二维光子晶体光提取器。

3.根据权利要求1所述的GaN基发光二极管的制备方法，其特征是：CNT薄膜是单层、双层、多层CNT薄膜中的一种，或两种或三种不同层数CNT原材料组合的薄膜，该薄膜的厚度为30～1000nm。

4.根据权利要求1或3所述的GaN基发光二极管的制备方法，其特征是CNT薄膜的原材料可由下述方法获得：通过包括电弧放电、热化学气相沉积、等离子体化学气相沉积、激光沉积或电解方法来合成得到所述原材料。

5.根据权利要求4所述的GaN基发光二极管的制备方法，其特征是将所述原材料提纯后得到的高纯CNT加入到含有表面活性剂的去离子水中充分搅拌、超声、离心，所述表面活性剂为Triton-100，其水溶液的质量浓度为0.5-5％克/毫升，然后用真空过滤方法使 CNT薄膜形成在过滤膜上，在真空过滤过程中用大量的水冲洗，去掉过滤膜上CNT薄膜中的大部分表面活性剂。

6.根据权利要求1或5所述的GaN基发光二极管的制备方法，其特征是将制得的GaN基发光二极管在280-600℃范围内的Ar气氛中退火，退火时间至少为3小时，以完全除去残留在CNT薄膜中的表面活性剂。

7.根据权利要求1所述的GaN基发光二极管的制备方法，其特征是所得到的二维CNT薄膜光子晶体(8)在结构上是正方排列或者三角排列的圆柱形、方柱形和六角柱形。

8.根据权利要求7所述的GaN基发光二极管的制备方法，其特征是所述的二维CNT薄膜光子晶体(8)包括一个或一个以上周期排列的孔，该孔具有可变的孔深、可变的孔周期或可变的孔直径。