[发明专利]基于绝缘衬底的纳米柱LED芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种基于绝缘衬底的纳米柱LED芯片，其特征在于，包括：

绝缘衬底；

石墨烯层，生长于所述绝缘衬底上；

纳米柱LED，间隔生长在所述石墨烯层上，所述纳米柱LED自衬底至上包括：n-GaN层、多量子阱发光层和p-GaN层；

SOG填充物，填充在所述纳米柱LED的间隔及周围部分，用于隔离纳米柱LED，避免短路；

氧化铟锡透明导电层，连接所述纳米柱LED的p-GaN层及所述SOG填充物，实现电流扩展；

以及p/n电极，实现绝缘衬底上纳米柱LED芯片制备。

2.根据权利要求1所述的基于绝缘衬底的纳米柱LED芯片，其特征在于，所述绝缘衬底为蓝宝石衬底、石英或其他绝缘且能在其上范德华外延出氮化物材料的衬底。

3.根据权利要求1所述的基于绝缘衬底的纳米柱LED芯片，其特征在于，所述石墨烯层为单层石墨烯或2-4层的石墨烯。

4.根据权利要求1所述的基于绝缘衬底的纳米柱LED芯片，其特征在于：

所述n-GaN层为纳米柱LED的主体部分；

所述多量子阱发光层为A1GaN/GaN或InGaN/GaN量子阱发光层；

所述p-GaN层用于欧姆接触。

5.根据权利要求1所述的基于绝缘衬底的纳米柱LED芯片，其特征在于，所述氧化铟锡透明导电层及所述SOG填充物共同作用完全包围所述纳米柱LED。

6.根据权利要求1所述的基于绝缘衬底的纳米柱LED芯片，其特征在于，所述p电极与氧化铟锡透明导电层相连，所述n电极与石墨烯相连。

7.根据权利要求1或6所述的基于绝缘衬底的纳米柱LED芯片，其特征在于，所述p/n电极为CrAlTiAu膜系。

8.一种基于绝缘衬底的纳米柱LED芯片的制备方法，其特征在于，包括：

在绝缘衬底上生长石墨烯；

在石墨烯上沉积一层SiO₂；

通过光刻和湿法腐蚀去除衬底上部分的SiO₂作为p区域，保留部分的SiO₂作为n区域；

在p区域衬底上外延生长纳米柱LED；

腐蚀外延片n区域的SiO₂，暴露n区域的石墨烯；

外延片填充SOG填充层，并通过刻蚀暴露纳米柱LED的p型顶端；

在SOG填充层上蒸镀氧化铟锡导电层，并光刻腐蚀n区域的氧化铟锡导电层；

去除n区域的SOG填充层，暴露n区域的石墨烯；

制备p电极和n电极。

9.根据权利要求8所述的基于绝缘衬底的纳米柱LED芯片的制备方法，其特征在于，所述纳米柱LED的外延生长采用金属有机化学气相沉积的方法完成。

10.根据权利要求8所述的基于绝缘衬底的纳米柱LED芯片的制备方法，其特征在于，所述去除n区域的SOG填充层包括：

通过干法刻蚀掉部分厚度之后，再通过湿法腐蚀最终去除，以保留石墨烯的完整性。