[发明专利]一种嵌入TiO2纳米棒图形阵列提高LED发光效率的方法

权利要求书

1.一种嵌入TiO₂纳米棒图形阵列提高LED发光效率的方法，其特征是，将TiO₂纳米棒阵列周期性图形化地嵌入在ITO电流扩展层和P-GaN层之间，利用TiO₂纳米棒阵列之间的生长在p型GaN表面的ITO网络结构来扩展电流，通过TiO₂纳米棒图形阵列的光散射作用增加出光，具体包括以下步骤：

（1）采用金属有机化学气相沉积法在衬底上依次外延生长u型GaN缓冲层、n型GaN层、多量子阱有源区和p型GaN层，形成完整的LED外延结构，得到外延片；

（2）在外延片的p型GaN层上制作周期孔光刻胶图形模板；

（3）制作周期排布的TiO₂种子层：在外延片的光刻胶图形模板表面蒸镀一层10nm-200nm厚的钛，再通过剥离光刻胶，得到周期排列的钛薄膜，然后在400℃-600℃下煅烧1小时-5小时，使钛转变成为TiO₂，得到周期排布的TiO₂种子层；或者在光刻胶图形模板表面直接磁控溅射一层10nm-200nm厚的TiO₂，再通过剥离光刻胶，得到周期排布的TiO₂种子层；

（4）用酸热法生长TiO₂纳米棒图形阵列：将40mL浓度3M-8M的HCl溶液倒入高压釜中，加入0.2mL-5mL钛源，搅拌2分钟-10分钟，制成混合溶液；将带有周期排布TiO₂种子层的外延片放入混合溶液中，以与水平面呈45-90度的倾斜状态斜靠在高压釜的内衬壁上，在130℃-200℃下反应1小时-12小时，然后冷却到室温，经去离子水清洗后得到长有TiO₂纳米棒图形阵列的LED外延片；

（5）在生长有TiO₂纳米棒图形阵列的LED外延片表面溅射或蒸镀一层100-400nm的ITO电流扩展层。

（6）制作成具有p电极和n电极完整结构的同面电极LED管芯。

2.根据权利要求1所述的嵌入TiO₂纳米棒图形阵列提高LED发光效率的方法，其特征是，所述步骤（4）中的TiO₂纳米棒图形阵列的排列方式是六方周期排列、四方周期排列或其它周期排列，一簇TiO₂纳米棒阵列的直径为100nm-100μm；图形形状为圆形、正方形、六角形或三角形，周期间隔为0.1μm-100μm；TiO₂纳米棒的直径为10nm-500nm，TiO₂纳米棒的高度为0.2μm-10μm。