[发明专利]一种微激光器阵列的制备方法

摘要

本发明公开了一种n型氧化锌微米棒/p型氮化镓微激光器阵列的制备方法。该方法首先利用气相传输法或水热法制备出氧化锌（ZnO）微米棒单晶，然后将单根ZnO微米棒集成在表面镀有一层金属锌（Zn）薄膜的p型氮化镓(GaN)，经过退火后，金属Zn薄膜完全变为ZnO薄膜，这样ZnO微米棒与p型GaN之间就形成了异质结。在镀有透明导电薄膜（如：氧化铟锡（ITO）、氧化锌铝（ZAO）等）玻璃一端再镀上一层金（Au）电极，然后将透明导电玻璃的扣在集成好ZnO微米棒的p型GaN衬底上，在透明导电玻璃和p型GaN之间注入环氧乙酯，通过对环氧乙酯退火固定器件的内部结构，最后在p型GaN表面制备电极,构成完整的器件。

主权项

一种微激光器阵列的制备方法，其特征在于该制备方法为：第一步：将纯度均为99.99％的ZnO粉末和碳粉末按照质量比1∶1混合研磨，取适量的混合物填入陶瓷舟内，将与陶瓷舟开口面积大小接近的硅片经丙酮、无水乙醇和去离子水依次超声清洗后，用氮气冲干，将硅片抛光面朝下覆盖与陶瓷舟上方；随后将陶瓷舟推入温度为1000～1200℃的管式炉中，经过30～60分钟反应，ZnO微米棒阵列生长于硅片表面；或采用水热法制备ZnO微米棒阵列；第二步：将p型GaN经过丙酮、无水乙醇和去离子水依次超声清洗后，用氮气吹干，利用磁控溅射在p型GaN其表面生长一层厚度约20～30纳米的Zn膜，溅射时间为40～60秒，溅射功率约60W；第三步：从ZnO微米棒阵列中挑选单根ZnO微米棒，将之平放集成至由第二步制备好的金属Zn薄膜表面，随后将之放置于管式炉中在氧氛围中退火1小时左右，退火温度是450～500摄氏度，使得20～30纳米厚度的金属Zn膜完全成为ZnO膜，该层ZnO薄膜将上层ZnO微米棒和下层p型GaN有效地连接在一起形成了pn结；第四步：将与GaN衬底大小的透明导电玻璃经丙酮、无水乙醇和去离子水依次超声清洗后，用氮气冲干，利用电子束蒸镀将透明导电玻璃表面一端镀上20～30纳米厚度的Au电极，形成良好的欧姆接触，以保证高浓度的载流子注入；第五步：将透明导电玻璃(IT0、ZAO等)盖在集成ZnO微米棒的p型GaN衬底上，然后注入环氧乙脂，压紧退火一个小时左右，退火温度120～150摄氏度；第六步：通过电子束蒸镀方法，在p型GaN表面制备20～30纳米厚度的Ni/Au电极，最后形成n‑ZnO微米棒/ZnO缓冲层/p‑GaN异质结微激光器阵列。第七步：将制得的pn结器件进行电学性质测量，并测量电泵浦激光光谱。