[發(fā)明專利]基于絕緣襯底的納米柱LED芯片及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811539285.0
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN111326610A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉志強;任芳;張碩;尹越;王蘊玉;梁萌;伊?xí)匝?/a>;袁國棟;王軍喜;李晉閩
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/40;B82Y10/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 張宇園

1.一種基于絕緣襯底的納米柱LED芯片，其特征在于，包括：

絕緣襯底；

石墨烯層，生長于所述絕緣襯底上；

納米柱LED，間隔生長在所述石墨烯層上，所述納米柱LED自襯底至上包括：n-GaN層、多量子阱發(fā)光層和p-GaN層；

SOG填充物，填充在所述納米柱LED的間隔及周圍部分，用于隔離納米柱LED，避免短路；

氧化銦錫透明導(dǎo)電層，連接所述納米柱LED的p-GaN層及所述SOG填充物，實現(xiàn)電流擴展；

以及p/n電極，實現(xiàn)絕緣襯底上納米柱LED芯片制備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于絕緣襯底的納米柱LED芯片，其特征在于，所述絕緣襯底為藍寶石襯底、石英或其他絕緣且能在其上范德華外延出氮化物材料的襯底。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于絕緣襯底的納米柱LED芯片，其特征在于，所述石墨烯層為單層石墨烯或2-4層的石墨烯。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于絕緣襯底的納米柱LED芯片，其特征在于：

所述n-GaN層為納米柱LED的主體部分；

所述多量子阱發(fā)光層為A1GaN/GaN或InGaN/GaN量子阱發(fā)光層；

所述p-GaN層用于歐姆接觸。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于絕緣襯底的納米柱LED芯片，其特征在于，所述氧化銦錫透明導(dǎo)電層及所述SOG填充物共同作用完全包圍所述納米柱LED。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于絕緣襯底的納米柱LED芯片，其特征在于，所述p電極與氧化銦錫透明導(dǎo)電層相連，所述n電極與石墨烯相連。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的基于絕緣襯底的納米柱LED芯片，其特征在于，所述p/n電極為CrAlTiAu膜系。

8.一種基于絕緣襯底的納米柱LED芯片的制備方法，其特征在于，包括：

在絕緣襯底上生長石墨烯；

在石墨烯上沉積一層SiO₂；

通過光刻和濕法腐蝕去除襯底上部分的SiO₂作為p區(qū)域，保留部分的SiO₂作為n區(qū)域；

在p區(qū)域襯底上外延生長納米柱LED；

腐蝕外延片n區(qū)域的SiO₂，暴露n區(qū)域的石墨烯；

外延片填充SOG填充層，并通過刻蝕暴露納米柱LED的p型頂端；

在SOG填充層上蒸鍍氧化銦錫導(dǎo)電層，并光刻腐蝕n區(qū)域的氧化銦錫導(dǎo)電層；

去除n區(qū)域的SOG填充層，暴露n區(qū)域的石墨烯；

制備p電極和n電極。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于絕緣襯底的納米柱LED芯片的制備方法，其特征在于，所述納米柱LED的外延生長采用金屬有機化學(xué)氣相沉積的方法完成。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于絕緣襯底的納米柱LED芯片的制備方法，其特征在于，所述去除n區(qū)域的SOG填充層包括：

通過干法刻蝕掉部分厚度之后，再通過濕法腐蝕最終去除，以保留石墨烯的完整性。