內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件及制備方法，發(fā)光器件包括初始發(fā)光器件、透明導(dǎo)電層、p型電極和n型電極；初始發(fā)光器件自下而上依次有襯底、三族氮化物成核層和緩沖層、n型三族氮化物層、圖形化5掩蔽膜、選擇性外延生長的n型三族氮化物結(jié)構(gòu)、露出選擇性外延生長的n型三族氮化物結(jié)構(gòu)頂部的掩蔽膜、三族氮化物有源層和p型三族氮化物覆蓋層；三族氮化物有源層設(shè)置在未被掩蔽覆蓋的選擇性外延生長的n型三族氮化物結(jié)構(gòu)與p型三族氮化物覆蓋層間；透明導(dǎo)電層沉積在初始發(fā)光器件正面，p型電極設(shè)置在透明導(dǎo)電層上，n型電極設(shè)置在n型三族氮化物層上或襯底底部。本10發(fā)光器件具有位置和尺寸可控、性能穩(wěn)定，量子效率極高的特點。
【專利說明】內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件及制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體發(fā)光器件的領(lǐng)域，具體涉及一種內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件及制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]三族氮化物(II1-N)由于具有寬禁帶、高熱導(dǎo)率、高電子飽和漂移速度和大臨界擊穿電壓等特點，成為目前半導(dǎo)體技術(shù)研究的熱點。三族氮化物GaN、AlN(禁帶寬度
6.2eV)、InN(禁帶寬度0.7eV)及其組成的合金禁帶寬度覆蓋了從紅外到可見光、紫外光的能量范圍，因此在光電子領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如大功率白光LED，激光器，紫外波段的日盲探測器等。目前II1-N基LED、LD及電子器件已經(jīng)實現(xiàn)了商品化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于顯示器背光源、照明、信息存儲等領(lǐng)域。
[0003]由于大尺寸三族氮化單晶材料生長十分困難，這使得同質(zhì)外延生長難以大規(guī)模實現(xiàn)。目前主要是采用異質(zhì)外延生長的辦法在藍寶石、碳化硅、硅等襯底上生長。經(jīng)過外延技術(shù)的不斷革新，在異質(zhì)襯底上已經(jīng)生長實現(xiàn)了較高質(zhì)量的三族氮化材料及其相關(guān)的光電器件，并實現(xiàn)了產(chǎn)品的商業(yè)化。然而，日趨成熟的技術(shù)也促進了對II1-N基光電器件性能的進一步要求，特別的是在激光器、量子信息存儲、單光子源器件的應(yīng)用方面。但是由于晶格失配和熱失配等原因，異質(zhì)外延的三族氮化基材料無可避免的存在較高密度的位錯，光電器件的量子效率由于位錯的存在導(dǎo)致急速下降，極大地影響了器件性能。
[0004]另一方面，半導(dǎo)體量子點在發(fā)光器件領(lǐng)域發(fā)揮著日益重要的作用，例如，在有源層中引入量子點能有效提高LED和LD的發(fā)光效率；量子點單光子源能發(fā)出時間相關(guān)或者量子糾纏的光子，在量子密碼術(shù)和其他量子信息技術(shù)方面有著廣闊的應(yīng)用。在作為單光子源的應(yīng)用中，鑒于器件制作的實際考慮，制備量子點時對其位置的控制十分重要。由于缺少適合的襯底，制作InGaN量子點的研究進展落后于InGaAs量子點，一些量子信息技術(shù)的物理實現(xiàn)目前只能依托在InGaAs量子點單光子源上。然而，相比InGaAs量子點單光子源，InGaN量子點單光子光源具有發(fā)光波長短、能夠在高溫下工作等優(yōu)勢，有望實現(xiàn)光互連尺寸的縮小，以及覆蓋可見光譜發(fā)光。目前大部分InGaN量子點都是以Stransk1-Krastanow生長模式在平面襯底上自組織生長得到，但Stransk1-Krastanow生長模式所得的InGaN量子點存在著位置隨機分布和量子點尺寸均勻性差等問題，這些問題為InGaN量子點單光子光源器件的制作帶來限制。要生長位置可控、尺寸均勻的InGaN量子點，需要考慮有別于Stransk1-Krastanow生長模式的生長方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)光器件的三族氮化物基光電材料因位錯導(dǎo)致的低量子效率問題，本發(fā)明首先提出一種內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件，其有源層生長在無位錯區(qū)三族氮化物基底材料上，具有極高量子效率。
[0006]本發(fā)明的又一目的是提出一種內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件的制備方法，解決了現(xiàn)有三族氮化物基光電材料因位錯導(dǎo)致的低量子效率問題和InGaN量子點生長過程中面臨的位置隨機分布、量子點尺寸均勻性差等問題，通過控制制備工藝，可以實現(xiàn)有源層的位置和尺寸可控，并實現(xiàn)電致發(fā)光的InGaN量子點光源。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0008]一種內(nèi)嵌有源層的三族氮化物發(fā)光器件，包括初始發(fā)光器件、透明導(dǎo)電層、P型電極和η型電極；
[0009]其中初始發(fā)光器件自下而上依次有襯底、三族氮化物成核層和緩沖層、η型三族氮化物層、圖形化掩蔽膜、選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)、露出選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)頂部的掩蔽膜、三族氮化物有源層和P型三族氮化物覆蓋層；其中三族氮化物有源層設(shè)置在未被掩蔽膜覆蓋的選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)與P型三族氮化物覆蓋層之間；
[0010]所述透明導(dǎo)電層沉積在初始發(fā)光器件的正面，P型電極設(shè)置在透明導(dǎo)電層上，η型電極設(shè)置在η型三族氮化物層上或襯底的底部。
[0011]該內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件，其有源層生長在無位錯區(qū)三族氮化物基底材料上，具有極高量子效率。η型電極設(shè)置在η型三族氮化物層上時，“電流從P型電極注入，從正面的η型電極流出”的水平導(dǎo)通電驅(qū)動內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件；η型電極設(shè)置在襯底的底部時，“電流從P型電極注入，從背面的η型電極流出”的水平導(dǎo)通電驅(qū)動內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件。
[0012]進一步的，所述η型三族氮化物結(jié)構(gòu)為六角金字塔結(jié)構(gòu)或條帶狀結(jié)構(gòu)，其中條帶狀結(jié)構(gòu)的橫截面為三角形或者梯形結(jié)構(gòu)。
[0013]進一步的，所述內(nèi)嵌有源層的三族氮化物發(fā)光器為單個獨立的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件或呈陣列型的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件。
[0014]一種內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件的制備方法，包括下列步驟:
[0015]步驟1:在襯底上生長三族氮化物成核層和緩沖層；
[0016]步驟2:在三族氮化物成核層和緩沖層上生長η型三族氮化物層；
[0017]步驟3:在η型三族氮化物層上制備周期性的圖形化掩蔽膜；
[0018]步驟4:在上述圖形化掩蔽膜上選擇性外延生長η型三族氮化物結(jié)構(gòu)；
[0019]步驟5:在選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)上制備露出選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)頂部的掩蔽膜；
[0020]步驟6:在未被掩蔽膜覆蓋的選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)頂部依次外延生長三族氮化物有源層及P型三族氮化物覆蓋層；
[0021]通過上述步驟I至6制備出初始發(fā)光器件；
[0022]步驟7:在初始發(fā)光器件正面沉積透明導(dǎo)電層，與P型三族氮化物覆蓋層形成歐姆接觸；
[0023]步驟8:在透明導(dǎo)電層上制備P型電極，在η型三族氮化物層上或襯底的底部制備η型電極。
[0024]本制備方法可通過控制覆蓋在選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)上的掩蔽膜的去除情況，從而控制選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)上的三族氮化物有源層的尺寸，從而制備量子點或者量子阱結(jié)構(gòu)。
[0025]進一步的，所述η型三族氮化物結(jié)構(gòu)為六角金字塔結(jié)構(gòu)或條帶狀結(jié)構(gòu)，其中條帶狀結(jié)構(gòu)的橫截面為三角形或者梯形結(jié)構(gòu)。
[0026]進一步的，所述內(nèi)嵌有源層的三族氮化物發(fā)光器為單個獨立的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件或呈陣列型的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件。
[0027]進一步地，所述襯底為Si襯底、藍寶石襯底、SiC襯底、GaN襯底、ZnO襯底或AlN襯底中的任意一種。
[0028]進一步地，所述三族氮化物為AIN、GaN、InN、不同組分的AlGaN、InGaN, AlInN,AlInGaN的單層或復(fù)合層結(jié)構(gòu)；
[0029]所述生長方法為金屬有機氣相化學(xué)沉積、分子束外延或化學(xué)氣相沉積。
[0030]進一步地，所述圖形化掩蔽膜與露出選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)頂部的掩蔽膜的厚度范圍在lnm-500nm，所述圖形化掩蔽膜與露出選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)頂部的掩蔽膜的材料為S12或SiNx，制備圖形化掩蔽膜與露出選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)頂部的掩蔽膜的方法為PECVD或磁控濺射；圖形化掩蔽膜的圖形結(jié)構(gòu)為周期性多邊形結(jié)構(gòu)、圓形結(jié)構(gòu)或條形結(jié)構(gòu)。在實際制備過程中，圖形化掩蔽膜與露出選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)頂部的掩蔽膜的厚度和材料可相同也可不同。
[0031]進一步地，所述多邊形結(jié)構(gòu)為三角形、四邊形、六邊形結(jié)構(gòu)等。
[0032]通過改變周期性的圖形化掩蔽膜的具體圖樣，從而控制選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)和三族氮化物有源層的位置，若制備的有源層為量子點結(jié)構(gòu)，相對Stransk1-Krastanow生長模式制備方法具有位置和尺寸可控的特點。
[0033]進一步地，所述三族氮化物有源層為量子阱結(jié)構(gòu)或量子點結(jié)構(gòu)。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0035]1.有源層生長在無位錯的三族氮化物基底材料上，量子效率高。
[0036]2.本制備方法可通過控制覆蓋在選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)上的掩蔽膜的去除情況，從而控制選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)上的三族氮化物有源層的尺寸，從而制備量子點或者量子阱結(jié)構(gòu)。
[0037]3.本制備方法可通過改變周期性的圖形化掩蔽膜的具體圖樣，從而控制選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)和三族氮化物有源層的位置，若制備的有源層為量子點結(jié)構(gòu)，相對Stransk1-Krastanow生長模式制備方法具有位置和尺寸可控的特點。
[0038]4.本器件可以實現(xiàn)電致發(fā)光的InGaN量子點單光子源。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1A是本發(fā)明實施例1提供的單個獨立的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]圖1B是本發(fā)明實施例1提供的單個獨立的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]圖2是本發(fā)明實施例1提供的單個獨立的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件的制備過程示意圖。
[0042]圖3是本發(fā)明實施例1提供的單個獨立的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件的SEM示意圖。
[0043]圖4A是本發(fā)明實施例2提供的單個獨立的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]圖4B是本發(fā)明實施例2提供的單個獨立的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖5A是本發(fā)明實施例3提供的單個獨立的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]圖5B是本發(fā)明實施例3提供的單個獨立的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0047]圖6A是本發(fā)明實施例4提供的單個獨立的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0048]圖6B是本發(fā)明實施例4提供的單個獨立的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0049]圖7A是本發(fā)明實施例5提供的呈陣列型的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050]圖7B是本發(fā)明實施例5提供的呈陣列型的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0051]圖8A是本發(fā)明實施例6提供的呈陣列型的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0052]圖SB是本發(fā)明實施例6提供的呈陣列型的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0053]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的描述，但本發(fā)明的實施方式并不限于此。
[0054]實施例1
[0055]如圖1，一種內(nèi)嵌有源層的三族氮化物發(fā)光器件，包括初始發(fā)光器件、透明導(dǎo)電層9、P型電極10和η型電極11 ；
[0056]其中初始發(fā)光器件自下而上依次有襯底1、三族氮化物成核層和緩沖層2、η型三族氮化物層3、圖形化掩蔽膜4、選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)5、露出選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)頂部的掩蔽膜6、三族氮化物有源層7和P型三族氮化物覆蓋層8 ;其中三族氮化物有源層7設(shè)置在未被掩蔽膜(6)覆蓋的選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)5與P型三族氮化物覆蓋層8之間；其中選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)5是η型三族氮化物六角金字塔結(jié)構(gòu)，P型三族氮化物覆蓋層8是P型三族氮化物六角金字塔結(jié)構(gòu)。
[0057]所述透明導(dǎo)電層9沉積在初始發(fā)光器件的正面，P型電極10設(shè)置在透明導(dǎo)電層9上，η型電極11設(shè)置在η型三族氮化物層3上。
[0058]如圖2所示，提供了一種內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件的制備方法，其包括以下步驟:
[0059]步驟1:在襯底I上依次外延生長三族氮化物成核層和緩沖層2、η型三族氮化物層3 ;其中三族氮化物成核層和緩沖層2為AlN成核層和AlGaN緩沖層，η型三族氮化物層3為η型GaN層；
[0060]步驟2:在η型三族氮化物層3上制備周期性孔洞結(jié)構(gòu)的圖形化掩蔽膜4 ;該圖形化掩蔽膜4的厚度為10nm,圖樣為周期為60 μ m,開孔直徑為5 μ m的周期性圓洞,其材料為 S12 ；
[0061]步驟3:在上述圖形化掩蔽膜4上選擇性外延生長η型三族氮化物結(jié)構(gòu)5,本實施例中的選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)5為η型GaN基六角金字塔結(jié)構(gòu)；
[0062]步驟4:在η型GaN基六角金字塔結(jié)構(gòu)上制備露出金字塔頂尖的金字塔掩蔽膜；
[0063]步驟5:在未被金字塔掩蔽膜覆蓋的η型GaN基六角金字塔結(jié)構(gòu)頂尖處依次外延生長三族氮化物有源層7及P型三族氮化物覆蓋層；本實施例中的三族氮化物有源層7為InGaN有源層，ρ型三族氮化物覆蓋層為P型GaN六角金字塔結(jié)構(gòu)覆蓋層；
[0064]通過上述步驟I至6制備出初始發(fā)光器件；
[0065]步驟6:在初始發(fā)光器件正面沉積透明導(dǎo)電層9，與ρ型三族氮化物六角金字塔結(jié)構(gòu)覆蓋層8形成歐姆接觸；在透明導(dǎo)電層9上制備ρ型電極10，在η型三族氮化物層3上制備η型電極11。
[0066]通過上述制備步驟，成功制備出電流從P型電極注入，從正面的η型電極流出的水平導(dǎo)通電驅(qū)動的單個獨立的內(nèi)嵌InGaN有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件。
[0067]實施例2
[0068]本實施例采用與實施例1基本一致的器件結(jié)構(gòu)和制備流程，其中把實施例1中的成核AlN層和緩沖AlGaN層，η型GaN層替換為實施例2中的η型AlGaN導(dǎo)電成核層201。另外，把實施例1中正面的η型電極替換為實施例2中在Si襯底底部制作背面的η型電極，從而成功制備出電流從P型電極注入，從背面η型電極流出的垂直導(dǎo)通電驅(qū)動的單個獨立的內(nèi)嵌InGaN有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件。
[0069]實施例3
[0070]本實施例采用與實施例2基本一致的外延結(jié)構(gòu)、器件結(jié)構(gòu)和制備流程，其中把實施例2中的圖形化掩蔽膜4的圖樣改為周期為60 μ m，寬度為5 μ m，長度為500 μ m的周期性條帶結(jié)構(gòu)，同時把外延結(jié)構(gòu)中η型GaN基六角金字塔結(jié)構(gòu)替換為實施例3中的η型GaN基條帶狀結(jié)構(gòu)(橫截面為梯形)。同樣地，在未被掩蔽膜覆蓋的η型GaN基條帶狀結(jié)構(gòu)(橫截面為梯形)頂尖處依次外延生長InGaN有源層7及ρ型GaN基條帶狀覆蓋層(橫截面為三角形形)。本實施例為電流從P型電極注入，從背面η型電極流出的垂直導(dǎo)通電驅(qū)動的單個獨立的內(nèi)嵌InGaN有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件。
[0071]實施例4
[0072]本實施例采用與實施例3基本一致的外延結(jié)構(gòu)、器件結(jié)構(gòu)和制備流程，其中把實施例3中的η型GaN基條帶狀結(jié)構(gòu)(橫截面為梯形)替換為實施例4中的η型GaN基條帶狀結(jié)構(gòu)(橫截面為三角形)。
[0073]實施例5
[0074]本實施例采用與實施例2基本一致的外延結(jié)構(gòu)、器件結(jié)構(gòu)和制備流程，其中把實施例2中的單個獨立的內(nèi)嵌InGaN有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件替換為實施例5中呈陣列型的內(nèi)嵌InGaN有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件。此呈陣列型的內(nèi)嵌InGaN有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件包含多個獨立的內(nèi)嵌InGaN有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件。
[0075]實施例6
[0076]本實施例采用與實施例4基本一致的外延結(jié)構(gòu)、器件結(jié)構(gòu)和制備流程，其中把實施例4中的單個獨立的內(nèi)嵌InGaN有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件替換為實施例6中呈陣列型的內(nèi)嵌InGaN有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件。此呈陣列型的內(nèi)嵌InGaN有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件包含多個獨立的內(nèi)嵌InGaN有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件。
[0077]以上所述的本發(fā)明的實施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神原則之內(nèi)所作出的修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)嵌有源層的三族氮化物發(fā)光器件，其特征在于，包括初始發(fā)光器件、透明導(dǎo)電層(9)、P型電極(10)和η型電極(11)； 其中初始發(fā)光器件自下而上依次有襯底(I)、三族氮化物成核層和緩沖層(2)、η型三族氮化物層(3)、圖形化掩蔽膜(4)、選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)(5)、露出選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)頂部的掩蔽膜￠)、三族氮化物有源層(7)和P型三族氮化物覆蓋層(8);其中三族氮化物有源層(7)設(shè)置在未被掩蔽膜(6)覆蓋的選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)(5)與P型三族氮化物覆蓋層(8)之間； 所述透明導(dǎo)電層(9)沉積在初始發(fā)光器件的正面，P型電極(10)設(shè)置在透明導(dǎo)電層(9)上，η型電極(11)設(shè)置在η型三族氮化物層(3)上或襯底⑴的底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物發(fā)光器件，其特征在于，所述選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)(5)為六角金字塔結(jié)構(gòu)或條帶狀結(jié)構(gòu)，其中條帶狀結(jié)構(gòu)的橫截面為三角形或者梯形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物發(fā)光器件，其特征在于，所述內(nèi)嵌有源層的三族氮化物發(fā)光器為單個獨立的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件或呈陣列型的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件。
4.一種內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件的制備方法，其特征在于:包括下列步驟: 步驟1:在襯底(I)上生長三族氮化物成核層和緩沖層(2); 步驟2:在三族氮化物成核層和緩沖層(2)上生長η型三族氮化物層(3)； 步驟3:在η型三族氮化物層(3)上制備周期性的圖形化掩蔽膜(4)； 步驟4:在上述圖形化掩蔽膜(4)上選擇性外延生長η型三族氮化物結(jié)構(gòu)(5)； 步驟5:在選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)(5)上制備露出選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)頂部的掩蔽膜(6)； 步驟6:在未被掩蔽膜(6)覆蓋的選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)(5)頂部依次外延生長三族氮化物有源層(7)及P型三族氮化物覆蓋層(8)； 通過上述步驟I至6制備出初始發(fā)光器件； 步驟7:在初始發(fā)光器件正面沉積透明導(dǎo)電層(9)，與P型三族氮化物覆蓋層(8)形成歐姆接觸； 步驟8:在透明導(dǎo)電層(9)上制備P型電極(10)，在η型三族氮化物層(3)上或襯底(I)的底部制備η型電極(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)(5)為六角金字塔結(jié)構(gòu)或條帶狀結(jié)構(gòu)，其中條帶狀結(jié)構(gòu)的橫截面為三角形或者梯形結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，所述內(nèi)嵌有源層的三族氮化物發(fā)光器為單個獨立的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件或呈陣列型的內(nèi)嵌有源層的三族氮化物微納發(fā)光器件。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述三族氮化物為AlN、GaN、InN、不同組分的AlGaN、InGaN> AlInN>AlInGaN的單層或復(fù)合層結(jié)構(gòu)； 所述生長方法為金屬有機氣相化學(xué)沉積、分子束外延或化學(xué)氣相沉積。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述圖形化掩蔽膜(4)與露出選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)頂部的掩蔽膜(6)的厚度范圍在lnm-500nm,所述圖形化掩蔽膜(4)與露出選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)頂部的掩蔽膜(6)的材料為S12或SiNx，制備圖形化掩蔽膜(4)與露出選擇性外延生長的η型三族氮化物結(jié)構(gòu)頂部的掩蔽膜(6)的方法為PECVD或磁控濺射；圖形化掩蔽膜⑷的圖形結(jié)構(gòu)為周期性多邊形結(jié)構(gòu)、圓形結(jié)構(gòu)或條形結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述圖形化掩蔽膜(4)的圖形結(jié)構(gòu)的圖形結(jié)構(gòu)中的多邊形結(jié)構(gòu)為三角形、四邊形、六邊形結(jié)構(gòu)等。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述三族氮化物有源層(7)為量子阱結(jié)構(gòu)或量子點結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】H01L33/32GK104465929SQ201410626417
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】張佰君, 陳偉杰, 林佳利, 胡國亨 申請人:中山大學(xué)