[发明专利]一种纳米级图形化蓝宝石衬底及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种纳米级图形化蓝宝石衬底及其制备方法，1)在蓝宝石衬底上生长一层二氧化硅层；2)在二氧化硅层上自组装形成单层紧密排列的聚合物微球阵列；3)在聚合物微球阵列表面生长一层金属层；4)先后在750℃和1050℃高温下进行退火，得到非紧密排列的金属纳米球阵列；5)以金属纳米球阵列为掩模对二氧化硅层进行刻蚀，得到规则排列的二氧化硅纳米柱；6)以二氧化硅纳米柱为掩模对蓝宝石衬底进行刻蚀，除去二氧化硅纳米柱，最终得到所述纳米级图形化蓝宝石衬底(PSS)。本发明工艺简单、稳定性好、成品率高，适于制备各种晶圆尺寸的图形化蓝宝石衬底；获得的纳米级图形化蓝宝石衬底具有更高的光提取效率，对提高GaN基LED的发光效率具有重大的意义。

主权项

1.一种纳米级图形化蓝宝石衬底的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)选取蓝宝石衬底，在其表面蒸发或溅射一层高致密性二氧化硅层；2)在步骤1)中的二氧化硅层上采用自组装方法合成单层紧密排列的聚合物微球阵列；3)在步骤2)中的聚合物微球阵列表面生长一层金属层；4)将步骤3)中长好金属层的结构先在低于金属层熔点的温度下进行退火，以在二氧化硅层表面获得自组装的非紧密规则排列的金属纳米球阵列，之后在接近金属层熔点的温度下进行退火，在二氧化硅层表面获得更加规则有序的非紧密排列的金属纳米球阵列；5)以步骤4)中的金属纳米球阵列为掩模对二氧化硅层进行刻蚀，然后除去金属纳米球阵列，得到规则排列的二氧化硅纳米柱；6)以步骤5)中的二氧化硅纳米柱为掩模对蓝宝石衬底进行刻蚀，然后除去二氧化硅纳米柱，最后得到所述纳米级图形化蓝宝石衬底。