[发明专利]一种氮化镓基水平纳米柱壳核结构阵列LED的制备方法

摘要

本发明公开了一种氮化镓基水平纳米柱壳核结构阵列LED的制备方法，制备形成的一个LED结构单元中包含：在蓝宝石上外延出非掺与掺杂氮化镓薄膜的基片；纳米压印制备的光栅阵列图形的SiO₂掩膜层；MOCVD选区外延出的氮化镓基多量子阱壳核结构水平纳米柱阵列，其中壳为InGaN/GaN有源层和p型GaN；纳米柱阵列间隙的透明介质填充层；刻蚀出的台面及电极。本发明具有以下优点：使用纳米压印能克服传统光刻技术衍射极限制备出百纳米以下的窗口区；通过光栅阵列图形掩膜衬底结合MOCVD二次外延，实现纳米柱阵列的尺寸、位置精确控制；纳米柱阵列LED中纳米柱数量可根据功率需求灵活改变；本发明制备得到的结构在可见光通讯、高分辨智能显示及光电互联方面都有潜在的应用价值。

主权项

1.一种氮化镓基水平纳米柱壳核结构阵列LED的制备方法，包括如下步骤：步骤1：制备基片，在蓝宝石衬底上利用MOCVD设备外延非掺杂氮化镓层和N型掺杂氮化镓层，制成n‑GaN/u‑GaN/sapphire结构的基片备用；步骤2：纳米压印制备图形化衬底，步骤为：a）在所述基片上用PECVD方法沉积SiO2；b）利用纳米压印技术将光栅阵列模板的图形转移至所述基片上，形成图形化压印胶；c）利用转移成功后的图形化压印胶作为掩膜刻蚀所述基片，刻蚀至露出基片的n‑GaN层窗口，露出的窗口呈条形窗口均匀分布；步骤3：MOCVD选区外延水平氮化镓纳米柱阵列：SiO2作为掩膜进行MOCVD选取外延，在窗口区域生长氮化镓材料，即n‑GaN，形成水平分布的氮化镓纳米柱阵列，氮化镓纳米柱阵列的顶部为c面；步骤4：在步骤3的氮化镓纳米柱阵列上继续生长GaN/InGaN/GaN多量子阱结构及p型氮化镓，形成壳核结构；步骤5：在步骤4形成的纳米柱壳核结构上生长完成后旋涂透明介质，并利用干法刻蚀或化学抛光反刻蚀填充层的表面，直至完全露出水平纳米柱阵列的顶端；步骤6：利用光刻和干法刻蚀工艺对基片进行向下刻蚀， 在GaN基纳米柱壳核结构LED阵列的一侧形成台面，该台面的表面高度位于n‑GaN层表面；利用光刻、蒸发和带胶剥离工艺，在基片的上表面制备p电极；在台面上制备n电极，完成制备。