The invention discloses a AlGaN heterojunction nanometer column array light emitting device, the structure bottom comprises: a substrate; a GaN buffer layer grown on the substrate; a buffer layer grown on GaN AlN insertion layer; a growth in the AlN into the AlxGa1 xN layer; and etching AlxGa1 formed through the xN layer, AlN insert layer, nano column array to the depth of GaN buffer layer; the nanometer column array, AlxGa1 layer xN AlN with diameter less than the diameter of the insert layer. The fabrication method of the AlGaN heterojunction nanorod array light emitting device is also disclosed. The invention uses the nano column structure to release the stress in the heteroepitaxial film, improves the luminous efficiency of the device; controls the distribution of the light field by changing the structural parameters of the array, and improves the extraction efficiency of the ultraviolet light. The three layer of glue UV soft imprint technology optimization, can overcome the defects of AlGaN wafer surface roughness caused by embossing edge smooth without jagged graphics, can be prepared in a large area, and nanometer column array shape, size adjustable structure can transfer.
【技术实现步骤摘要】
AlGaN异质结纳米柱阵列发光器件及其制备方法
本专利技术专利涉及一种AlGaN异质结纳米柱阵列发光器件及其制备方法,属于半导体照明及光电子器件领域。
技术介绍
经过二十多年的发展,以GaN材料为基础的高效率、高亮度蓝光LED日趋成熟。随着波长进一步缩短,发光进入紫外区。紫外光可与生物分子或化学物质产生较强的作用,可用于气体传感、荧光激发、紫外固化、水净化、空气消毒和各种微生物相关设备。与传统汞灯相比,紫外LED更加坚固、结构紧凑,环境友好,寿命长,无需预热,可在纳秒时间内开关,优势显著。通过调节AlGaN材料中的Al组分,其发光波长几乎可完全覆盖UVA(400nm-320nm),UVB(320-280nm)和UVC(280-200nm)波段。UVA可用于墨水、聚合物薄膜和各种高分子材料的固化成型,也可用于传感探测等。UVB常用于光治疗及植物生长照明等,UVC则可用于水净化、消毒杀菌及化学生物分子的检测、深紫外光刻和高密度光存储等。随着经济发展,公众对健康生活的关注和需求与日俱增。可以预见的是,在应用方面,紫外LED的市场潜力很大,近期的市场研究也表明紫外LED光源将会迎来迅猛发展。YoleDéveloppement公司预测,紫外LED的全球市场份额年增长超过28%,到2019年总产值将达到5.2亿美元。当前成品化的紫外LED器件基本集中在UVA波段,大部分UVB和UVC器件的输出功率只能到毫瓦级,外量子效率远低于蓝光LED,寿命大多小于1000小时。与可见光LED相比,基于AlGaN材料的紫外LED仍然存在诸多问题。在材料方面,外延生长缺陷密度高、应变失 ...
【技术保护点】
一种AlGaN异质结纳米柱阵列发光器件,其结构自下至上依次包括:一衬底;一生长在衬底上的GaN缓冲层;一生长在GaN缓冲层上的AlN插入层;一生长在AlN插入层上的AlxGa1‑xN层;并刻蚀形成贯穿AlxGa1‑xN层、AlN插入层,深至GaN缓冲层的纳米柱阵列;其特征在于:所述纳米柱阵列中,AlxGa1‑xN层的直径小于AlN插入层的直径。
【技术特征摘要】
1.一种AlGaN异质结纳米柱阵列发光器件,其结构自下至上依次包括:一衬底;一生长在衬底上的GaN缓冲层;一生长在GaN缓冲层上的AlN插入层;一生长在AlN插入层上的AlxGa1-xN层;并刻蚀形成贯穿AlxGa1-xN层、AlN插入层,深至GaN缓冲层的纳米柱阵列;其特征在于:所述纳米柱阵列中,AlxGa1-xN层的直径小于AlN插入层的直径。2.根据权利要求1所述的AlGaN异质结纳米柱阵列发光器件,其特征在于:所述衬底为蓝宝石衬底,所述x范围:0.1≤x≤0.8,GaN缓冲层的厚度为2μm,AlN插入层厚度为30nm,AlGaN层的厚度范围在300nm-1.5μm。3.根据权利要求1或2所述的AlGaN异质结纳米柱阵列发光器件,其特征在于:所述纳米柱阵列的直径为250~350nm,AlxGa1-xN层的直径比AlN插入层的直径小30-80nm,周期为600~700nm,高度为350nm-1.6μm。4.权利要求1-3中任一项所述的AlGaN异质结纳米柱阵列发光器件的制备方法,其步骤包括:1)对AlGaN异质结基片进行清洗和吹干,在基片表面生长一层介质层,介质层采用具有高介电常数的致密绝缘材料;2)将PMMA胶旋涂在介质层表面,形成PMMA层,在PMMA层表面生长阻挡层,再在阻挡层表面旋涂紫外固化胶;3)利用UV-NIL技术,使用软模板在紫外固化胶上形成全面积的有序纳米孔阵列;4)利用R...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘斌,戴姜平,张荣,陶涛,谢自力,陈敦军,韩平,施毅,郑有炓,
申请(专利权)人:南京大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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