[实用新型]一种十字棱台图形化衬底

说明书

本实用新型提供了一种十字棱台图形化衬底，包括由下往上依次层叠的衬底底部和十字棱台图案，所述十字棱台图案的直径为500‑950nm，高度为150‑500nm。制备的十字棱台图形化蓝宝石衬底，能够促进薄膜的横向生长，有利于后续生长高质量低缺陷的薄膜，可大幅度提高LED的发光效率；制备的十字棱台图形化衬底能够增加光的反射从而提高LED、LD器件的出光效率。

技术领域

本实用新型涉及一种图形化衬底，具体地，涉及一种十字棱台图形化衬底、及由该在十字棱台图形化衬底制备的ZnO基LED器件、光电探测器和ZnO基太阳能电池。

背景技术

光二极管(LED)作为一种新型固体照明光源和绿色光源，具有体积小、耗电量低、环保、使用寿命长、高亮度、低热量以及多彩等突出特点，其在室外照明、商业照明以及装饰工程等领域都具有广泛的应用。当前，在全球气候变暖问题日趋严峻的形势下，节约能源、减少温室气体排放成为全球共同面对的重要问题，以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济，将成为经济发展的重要方向。在照明领域，LED发光产品的应用正吸引着世人的目光，LED作为一种新型的绿色光源产品，必然是未来发展的趋势，21世纪将是以LED为代表的新型照明光源的时代。但是现阶段LED的应用成本较高，发光效率较低，这些因素都会大大限制LED向高效节能环保的方向发展。

目前，LED大多是基于GaN半导体材料制成的。然而，GaN材料由于制造设备相对昂贵、资源有限、薄膜外延困难等问题限制其持续性发展，因此及时研发下一代LED半导体材料是十分必要和急迫的。ZnO半导体材料的激子束缚能高达60meV，远远大于GaN的激子束缚能(25meV)，有利于实现室温下的激光发射，且ZnO半导体材料还具有外延生长温度低、成膜性能好、原材料丰富、无毒等优点，ZnO半导体材料的制备及其器件应用研究也成为近年来的热点，ZnO有望成为GaN的理想替代材料之一。然而，目前的ZnO基器件的质量还需大幅度提高。图形化衬底是提高薄膜器件质量的一种有效途径。目前制备图形化衬底的工序繁琐，成本较为昂贵。

因此，减少图形化衬底的制备工序对抑制其生产成本具有重要的意义。另一方面，合理的设计图案，可以有效提高LED的出光效率，进而提高LED器件的性能。所以，优化图案也是图形化衬底发展的一个重要方向。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本实用新型提供了尺寸可控、分布均匀性好的十字棱台图形化衬底，该衬底适用于LED、LD、APD等领域。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：一种十字棱台图形化衬底，所述十字棱台图形化衬底包括由下往上依次层叠的衬底底部和十字棱台图案，所述十字棱台图案由多个形状相同的首尾连接的十字棱台图形组成，每个十字棱台图形的直径为500-950nm，高度为150-500nm。

优选的，所述十字棱台图形的宽度由十字棱台图形的中心往十字棱台图形的四角逐渐变小。

优选的，所述十字棱台图形的中心的宽度a为100-200nm，十字棱台图形的四角的宽度b为5-20nm。

合理的设计图案，进一步提高了图形化衬底上的图案的密集性，可以有效提高LED的出光效率，进而提高LED器件的性能。

优选的，所述衬底底部是蓝宝石衬底。

本实用新型还提供了一种ZnO基LED器件，所述ZnO基LED器件包括十字棱台图形化衬底。

本实用新型还提供了一种紫外光电探测器，紫外光电探测器包括十字棱台图形化衬底。

本实用新型还提供了一种ZnO基太阳能电池器件，ZnO基太阳能电池器件包括十字棱台图形化衬底。

该十字棱台图形化衬底的制备方法，包括以下步骤：

1)提供一个放置衬底和纳米微球的凹型模具，凹型模具的深度略大于衬底的厚度和纳米微球的两者直径之和；