中國科學院：陣列化LED制造研究進展情況

　　近年來，微納米科學技術發(fā)展迅速，在產(chǎn)業(yè)化方面已經(jīng)取得了不少進展。然而，實現(xiàn)高密度、規(guī)模化微納米結構的批量操縱是實現(xiàn)芯片器件極具挑戰(zhàn)性的關鍵因素之一。眾所周知，利用光鑷技術可以實現(xiàn)單個的微納米結構操縱，然而大面積陣列的操縱是耗時的。實現(xiàn)芯片內(nèi)高密度、規(guī)?；痪S微納米陣列特定對準取向制造是器件集成至關重要的挑戰(zhàn)。

　　氧化鋅(ZnO)作為一維微納米結構家族中最出色的一員，是一種直接寬帶隙(3.3eV)半導體，其激子束縛能為60meV。它可應用于激光發(fā)射單元，場發(fā)射晶體管，光子探測器和發(fā)電機。氧化鋅微納米結構在室溫下可以用作高效穩(wěn)定的激子紫外(UV)輻射材料。直到現(xiàn)在，有少量的研究報道：通過限域生長、輸送氣體的流動等可實現(xiàn)水平排列的微米納米結構陣列的制備。然而，目前還沒有研究報告可實現(xiàn)p型氮化鎵(GaN)上大面積ZnO微陣列在水平面內(nèi)設定方向、周期性分布的操縱，并利用微米結構開發(fā)芯片內(nèi)LED器件的潛在的功能。

　　中國科學院蘇州生物醫(yī)學工程技術研究所醫(yī)用微納技術研究室郭振博士提出了一種新的方法：通過梳理技術獲得了在p-GaN層大面積水平排列、周期性分布的ZnOmicrorod陣列(單個ZnO微米棒的直徑為2μm)，實現(xiàn)了bottomup方法制備的ZnO微米棒陣列從垂直到水平取向的轉(zhuǎn)變，在水平面內(nèi)實現(xiàn)了水平排列的ZnO微米陣列取向調(diào)制(θ=90°或者45°)，獲得了低密度水平排列的ZnO微米棒：其取向偏差角在0.3°到2.3°之間。

　　利用氧化鋅的壓電和寬能帶隙半導體特性，制造了垂直和水平排列ZnOmicrorod/p-GaN異質(zhì)結發(fā)光二極管，獲得了點和線狀LED發(fā)光圖像。通過研究材料的壓電特性實現(xiàn)了LED發(fā)射顏色從紫外-藍色到黃綠色的調(diào)制。其研究為實現(xiàn)芯片內(nèi)大面積陣列化LED或者其他光電器件的集成制造提出了一種新的方法。