[發明專利]一種使用Ni納米模板制備多波段發光的InGaN/GaN量子阱結構的方法

在審

• 申請號: 201710311489.8
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN107425095A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 楊國鋒;汪金;張秀梅;謝峰;錢維瑩
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/06;H01L33/22;H01L33/24;H01L33/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明屬于發光器件制造領域，具體涉及一種使用Ni納米模板制備多波段發光的 InGaN/GaN量子阱結構的方法。

背景技術：

發光二極管作為新一代的固體照明光源，在室內外照明、大屏顯示、背光、交通信號燈、汽車燈等各個領域都具有廣泛的應用。

目前大多的發光二極管均為單一波段的LED，市面上常用的白光LED大多是通過在藍光LED芯片上添加黃色熒光粉來實現。但是這種方法會導致色溫不均、能量損耗等問題。因此，制備出高效的白光LED芯片，一直是本領域技術人員亟待解決的技術問題之一。

發明內容：

本發明的目的是提供一種使用Ni納米模板制備多波段發光的InGaN/GaN量子阱結構的方法，在現有的工藝基礎上就能實現該結構量子阱的制備，能夠實現單一InGaN/GaN量子阱結構出射多個波段光譜。

為解決上述問題，本發明提供了一種使用Ni納米模板制備多波段發光的InGaN/GaN量子阱結構的方法，包括如下步驟：

提供襯底，優選的，所述襯底為藍寶石襯底；

在所述的藍寶石襯底沉積緩沖層，優選的，緩沖層為GaN薄膜；

在所述GaN緩沖層上沉積N型GaN薄膜；

在所述N型GaN薄膜上沉積Ni薄膜，所述的Ni薄膜厚度為3-10nm；

將外延片置于氮氣氛圍中進行快速退火處理，獲得Ni納米顆粒；

采用ICP刻蝕的方法對外延片進行刻蝕；

用酸溶液洗去外延片表面的Ni納米顆粒，獲得錐形GaN納米結構陣列；

在所述的錐形GaN表面沉積InGaN/GaN量子阱，P型GaN；

附圖說明

圖1-5是本發明一種使用Ni納米模板制備多波段發光的InGaN/GaN量子阱結構的制作方法一實施例中各個步驟的結構示意圖。

圖6為本發明實施例中制備的錐形GaN的掃描電鏡圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發明提出的一種使用Ni納米模板制備多波段發光的 InGaN/GaN量子阱結構的方法進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。

首先請參考圖1，提供襯底100，所述襯底材料為藍寶石(Al₂O₃)襯底。在所述襯底材料上沉積一定厚度的緩沖層，優選的，所選的緩沖層為GaN薄膜101。在所述的GaN薄膜 101上沉積N型GaN薄膜102。在這之后在N型GaN薄膜102上沉積Ni薄膜103，實施例中，所述Ni薄膜厚度4nm。

請參考圖2，對所述的Ni薄膜進行退火處理，獲得Ni納米顆粒模板105。需要注意的是，退火的時間和薄膜厚度對形成的Ni納米顆粒的尺寸和形貌有很大的影響。

請參考圖3，采用ICP刻蝕工藝對外延片進行刻蝕處理,需要注意的是，ICP刻蝕的時間和功率對外延的形貌具有較大的影響作用。

請參考圖4，使用酸性溶液對外延片表面的Ni進行清洗，獲得錐形GaN105。

請參考圖5，在所述的錐形GaN105表面沉積InGaN/GaN量子阱層106，在沉積過程中，由于In在錐形GaN105表面的遷移率不同，使得量子阱層不同位置106a,106b,106c處的In 組分存在差異，從而實現單一外延片上的光譜能夠呈現較多的波段，合理的控制實驗條件即可獲得較寬波段的光譜外延片。

請參考圖6，在所述的量子阱層106上繼續沉積P型GaN薄膜107。

此外，需要說明的是，雖然本發明披露如上，但本發明并非限定于此。本發明的InGaN/GaN 量子阱結構可以但不限于采用上述的制作方法得到。任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，均可作各種改動與修改，因此本發明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。