[发明专利]一种纳米环的制备方法

说明书

本发明实施例公开了一种纳米环的制备方法。该方法包括：在氮化镓基外延衬底上沉积出氧化膜；在所述氧化膜的表面旋涂光刻胶；基于具有预设图案的掩膜版对所述光刻胶进行曝光显影以将所述光刻胶图案化，所述图案化的光刻胶包括呈阵列排布在所述氧化膜上的多个纳米级环状凸起；基于所述图案化的光刻胶对所述氧化膜进行刻蚀以将所述氧化膜图案化，所述图案化的氧化膜包括呈阵列排布在所述氮化镓基外延衬底的多个纳米级环状凸起。本发明实施例实现了简单、低成本的制备氮化镓基纳米环。

技术领域

本发明实施例涉及半导体技术，尤其涉及一种纳米环的制备方法。

背景技术

随着现代微加工工艺的成熟，第三代半导体器件正在向微纳尺度的低维结构推进。在微纳尺度下，半导体器件的量子限制效应愈加明显，因此基于微纳结构的低维半导体器件在光学、电学等方面表现出与体材料截然不同的物理特性，在近十年来备受关注。

对于第三代半导体器件中的氮化镓基发光器件来说，在氮化镓基纳米环结构中，由于其环壁厚度只有几百纳米，使得氮化镓基材料中的应力被释放，有助于提高其光电转换效率，相较于平面薄膜结构，纳米环结构具有较高的光引出效率。此外在GaN基纳米环结构中还可以通过光泵浦或电泵浦的方式来实现激射，从而获得纳米级激光器，因此氮化镓基纳米环结构在光芯片中具有重要用途。

目前氮化镓基纳米环结构的制备常用到的方法包括：电子束曝光、纳米压印、铺设微球掩膜刻蚀等方式。其中，电子束曝光是利用电子束较小的德布罗意波长，对图有感光胶的晶片进行扫描和曝光，具有极高的工艺精度。但同时其曝光方式同时也决定了此工艺耗时长，成本高，很难在晶片上大范围制备纳米图形；纳米压印工艺是通过压印胶辅助，利用机械转移的手段，将模板上的微纳结构转移到晶片上，具有较高的分辨率，然而初始的压印模板需要利用电子书曝光或衍射光刻制备，成本较高，且纳米压印在大面积微纳结构制备上的良率依然有待提升；铺设微球掩膜刻蚀是将粒径均一的纳米微球，铺设到晶片表面，利用微球掩膜对晶片进行刻蚀，此工艺中微球是消耗品，因此成本较高；且将微球转移到晶片表面时，很难实现大范围的均匀性。

发明内容

本发明实施例提供一种纳米环的制备方法，以实现简单、低成本的制备氮化镓基纳米环。

为达此目的，本发明实施例提供了一种纳米环的制备方法，该方法包括：

在氮化镓基外延衬底上沉积出氧化膜；

在所述氧化膜的表面旋涂光刻胶；

基于具有预设图案的掩膜版对所述光刻胶进行曝光显影以将所述光刻胶图案化，所述图案化的光刻胶包括呈阵列排布在所述氧化膜上的多个纳米级环状凸起；

基于所述图案化的光刻胶对所述氧化膜进行刻蚀以将所述氧化膜图案化，所述图案化的氧化膜包括呈阵列排布在所述氮化镓基外延衬底上的多个纳米级环状凸起。

进一步的，所述预设图案中任意两点之间的距离小于或等于2微米。

进一步的，所述基于所述图案化的光刻胶对所述氧化膜进行刻蚀以将所述氧化膜图案化之后包括：

基于所述图案化的氧化膜对所述氮化镓基外延衬底进行刻蚀以将所述氮化镓基外延衬底图案化，所述图案化的氮化镓基外延衬底包括呈阵列排布的多个纳米级环状凸起。

进一步的，所述在所述氧化膜的表面旋涂光刻胶包括：

在所述氧化膜的表面旋涂光刻胶黏附层；

在所述光刻胶黏附层的表面旋涂光刻胶；

对所述光刻胶进行前烘。

进一步的，所述对所述光刻胶进行曝光显影以将所述光刻胶图案化包括：

获取所述光刻胶的旋涂条件；

根据所述旋涂条件确定曝光显影条件；