[發明專利]高速InGaN多量子阱微納LED發光器件陣列及其制備工藝

在審

• 申請號: 202010428517.6
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111564540A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 劉斌;王棟棟;陶濤;謝自力;周玉剛;修向前;陳鵬;陳敦軍;張榮
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H01L33/20
• 分類號: H01L33/20;H01L33/24;H01L23/544;H01L27/15;H01L33/06;H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 江蘇斐多律師事務所 32332
• 代理人: 張佳妮

1.一種高速InGaN多量子阱微納LED發光器件陣列，在InGaN量子阱LED外延片上刻蝕形成蝕穿p型層、多量子阱層，深至n型層的納米柱陣列，其特征在于：所述InGaN量子阱LED外延片分隔成四個區域，每個區域中的納米柱陣列的直徑一致，不同區域的納米柱陣列的直徑不同。

2.根據權利要求1所述的高速InGaN多量子阱微納LED發光器件陣列，其特征在于：還包括十字形標記，通過十字形標記將InGaN量子阱LED外延片分隔成四個區域。

3.根據權利要求2所述的高速InGaN多量子阱微納LED發光器件陣列，其特征在于：所述十字形標記分布在InGaN量子阱LED外延片的橫向中位線和縱向中位線。

4.根據權利要求1、2或3所述的一種高速InGaN多量子阱微納LED發光器件陣列，其特征在于：所述InGaN量子阱LED外延片四個區域中的納米柱陣列的直徑分別為1200～1600nm、700～1000nm、400～600nm、100～300nm，每個區域內的納米柱陣列的縱向間距為10～50μm，橫向間距為10～20μm，不同區域之間的間隔距離為1000～2000μm。

5.權利要求1-4中任一項所述的高速InGaN多量子阱微納LED發光器件陣列的制備方法，其步驟包括：

(1)、在InGaN量子阱LED外延片表面旋涂一層光刻膠；

(2)、對其進行前烘、曝光、顯影，在光刻膠上形成四個直徑不同的納米柱區域，區域之間采用十字標記進行分割和標記；

(3)、采用感應耦合等離子體刻蝕技術對InGaN量子阱LED外延片進行刻蝕，控制刻蝕深度至n型層；

(4)、去除光刻膠，得到形成四個區域，每個區域中的納米柱陣列的直徑一致，不同區域的納米柱陣列的直徑不同的周期排列的微納LED圖形，區域之間通過十字標記進行分割。

6.根據權利要求5所述的高速InGaN多量子阱微納LED發光器件陣列的制備方法，其特征在于：步驟(1)中光刻膠為HSQ光刻膠，厚度為70～100nm，曝光采用電子束曝光技術，曝光劑量為800μC/cm²,電子的曝光寫場為60μm×60μm。

7.根據權利要求6所述的高速InGaN多量子阱微納LED發光器件陣列的制備方法，其特征在于：步驟(3)中刻蝕氣體比例為Cl₂：BCl₃＝40：10，刻蝕壓強為10.0mTorr,刻蝕功率為500±200W，刻蝕時間為1-3min。

8.根據權利要求7所述的高速InGaN多量子阱微納LED發光器件陣列的制備方法，其特征在于：去除光刻膠為先用BOE溶液恒溫水浴加熱90s,再用去離子水清洗5min，然后采用RIE技術，通入O₂，流量為10sccm，壓強3Pa，功率50W，時間20s，徹底去除殘余的光刻膠。

9.根據權利要求5-8中任一項所述的高速InGaN多量子阱微納LED發光器件陣列的制備方法，其特征在于：還包括步驟(5)、采用濕法刻蝕對InGaN量子阱LED外延片表面進行修復。

10.根據權利要求9所述的高速InGaN多量子阱微納LED發光器件陣列的制備方法，其特征在于：所述步驟(5)具體是InGaN量子阱LED外延片置于40-80℃的KOH溶液中，溶液濃度為0.5mol/L，處理20min。