[發明專利]回音壁模微腔激光二極管的制備方法

有效

• 申請號: 201210014092.X
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102545046A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 徐春祥;朱剛毅;戴俊;林毅;石增良;理記濤
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01S5/14
• 分類號: H01S5/14;H01S5/042
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種回音壁模微腔激光二極管的制備方法，其特征在于該二極管為n型ZnO微米棒/p型聚合物半導體/p型GaN回音壁模微腔激光二極管，該制備方法為：

第一步：將純度均為99.99％的ZnO粉末和碳粉末按照質量比1∶1混合研磨，取適量的混合物填入陶瓷舟內，將與陶瓷舟開口面積大小接近的硅片經丙酮、無水乙醇和去離子水依次超聲清洗后，用氮氣沖干后，將硅片拋光面朝下覆蓋與陶瓷舟上方；隨后將陶瓷舟推入溫度為1000～1200攝氏度的管式爐中；經過30～60分鐘反應，ZnO微米棒陣列生長于硅片表面；或采用水熱法制備ZnO微米棒陣列；

第二步：將p型GaN經過丙酮、無水乙醇和去離子水依次超聲清洗后，用氮氣吹干，配制0.1～0.5mg/mL?p型有機聚合物氯仿溶液，旋涂于p型GaN表面，旋涂速度在2秒鐘內由靜止狀態加速至設定轉速2000～4000轉/分鐘，隨后保持該轉速10～20秒鐘，形成厚度為20～30納米的p型聚合物薄膜；

第三步：從ZnO微米棒陣列中分離出單根ZnO微米棒，將之平放集成至p型聚合物薄膜表面，該層薄膜將上層ZnO微米棒和下層p型GaN有效地連接在一起形成pn結；

第四步：采用有機聚合物透明絕緣材料：配制4～10mg/mL有機透明絕緣聚合物氯仿溶液，將之旋涂于第三步制備好的樣品表面；旋涂速度在2秒鐘內由靜止狀態加速至設定轉速2000～4000轉/分鐘，隨后保持該轉速20～30秒鐘，形成厚度為5～8微米的有機透明薄膜；

或：采用無機透明絕緣材料：利用磁控濺射或者其他設備在第三步制備好的樣品表面鍍上一層無機透明絕緣層薄膜，厚度為5～8微米；

第五步：對于第四步制備好的覆蓋有約5～8微米有機或無機透明絕緣薄膜，采用反應離子刻蝕或光刻工藝，對透明絕緣薄膜進行刻蝕，刻蝕厚度為1～2微米，將ZnO微米棒的表面暴露；

第六步：通過磁控濺射方法，在ZnO微米棒表面制備20～30納米厚度的透明導電薄膜形成歐姆接觸電極；

第七步：通過電子束蒸鍍方法，在p型GaN表面制備20～30納米厚度的Ni/Au薄膜形成歐姆接觸電極，最后形成n-ZnO微米棒/p型聚合物薄膜/p-GaN異質結微激光器。

第八步：將制得的pn結器件進行電學性質測量，并測量電泵浦激光光譜。

2.根據權利要求1所述的回音壁模微腔激光二極管的制備方法，其特征在于所述ZnO單根微米棒形成的回音壁模微腔以及n-ZnO微米棒/p型聚合物薄膜/p-GaN異質結回音壁模微激光器的方法。

3.根據權利要求1所述的回音壁模微腔激光二極管的制備方法，其特征在于所述p型聚合物為：聚乙烯基咔唑PVK、聚芴PF、聚對苯乙烯撐PPV、聚-3烷基噻吩P3HT及其衍生物。

4.根據權利要求1所述的回音壁模微腔激光二極管的制備方法，其特征在于所述有機聚合物透明絕緣材料為：聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，聚二甲基硅氧烷PDMS；無機透明絕緣材料為：二氧化硅SiO₂，三氧化二鋁Al₂O₃。

5.根據權利要求1所述的回音壁模微腔激光二極管的制備方法，其特征在于所述透明導電薄膜為：氧化銦錫ITO或氧鋅鋁ZAO等。