紫外発光ダイオード用ナノパターンサファイア基板上のAlNフィルムのグラフェン支援準ファンデルワールスエピタキシー

グラフェン層を用いたナノパターンサファイア基板上での窒化アルミニウムの迅速な成長のためのこの新しいプロトコルは、高性能の深紫外線LEDの迅速かつ安価な生成に使用することができます。ジウナギグラフェンを窒化アルミニウムテンプレートとして用い、アルミニウム、亜硝酸ガリウムベースのLEDの適用における成長ポテンシャルを示す。まず、NPSSをアセトン、エタノール、脱イオン水で3回リンスします。

そして、窒素銃でNPSSを乾燥させます。NPSSを3ゾーンの高温炉に積み込み、長い平らな温度帯を備えます。そして、1050°Cに炉を加熱します。

アルゴンの1分あたり500標準立方センチメートルと水素のアルゴンの1分当たり300標準立方センチメートルの下で10分の温度を安定させます。次に、NPSS上のグラフェンの成長のために、1分間に30標準立方センチメートルのメタンを反応室に導入し、3時間のグラフェンを増殖させます。成長反応の終わりに、メタンをオフにしてNPSSが自然に冷却できるようにします。

冷却した基板を脱イオン水でリンスします。そして、窒素銃でNPSSを乾燥させます。次いで、窒素流量300標準立方センチメートル/分で窒素プラズマによりグラフェンNPSSを30秒間エッチングした。

反応性イオンエッチングチャンバーで50ワットのパワー。グラフェンNPSS上のアルミニウム窒素のMOCVD成長のために、アルミニウム窒素の成長のためのMOCVDのレシピを編集してください。そして、グラフェンNPSSとそのNPSS対応物を自家製のMOCVDチャンバーにロードします。

12分間加熱すると、温度は摂氏1200度で安定します。その後、1分間に7000標準立方センチメートルの水素を周囲に導入します。70標準立方センチメートル毎分トリメチルアルミニウム。

そして2時間の1分アンモニアあたりの500標準立方センチメートル。原稿の方向に従ってアルミニウムガリウム窒素量子井戸のMOCVD成長を進める。完成したら、チャンバーの温度を摂氏800度に下げ、P型層を窒素で20分間ひざまずきます。

アルミニウムガリウム窒素ベースの深い紫外線LED製造のために、ウエハースにフォトレジスト4620を回転させ、8秒間の紫外線暴露、30秒の発現時間、2分間のリンス時間でリソグラフィーを行う。P-ガリウム窒素の誘導結合プラズマエッチングの場合は、エッチングパワーを450ワット、エッチング圧力を4ミリトール、エッチングレートを毎秒5.6ナノメートルに設定します。エッチングサンプルを80°Cのアセトンに5分間置きます。

続いてエタノールと脱イオン水で洗浄する。NR9とリソグラフィを12秒間のUV露光時間で回転する負のフォトレジスト、20秒の現像時間と2分間のリンス時間。試料をアセトン、エタノール、脱イオン水で3回洗浄します。

電子線蒸着によりチタンチタン金を析出する。同じ設定で、負のフォトレジストNR9とリソグラフィをスピンします。そして、アセトン、エタノール、脱イオン水で3回超音波処理せずにサンプルを洗浄します。

電子ビーム蒸発によりニッケル-金を堆積する。そして、エタノールと脱イオン水でサンプルを3回洗浄します。プラズマ強化化学気相堆積物により、300ナノメートルの二酸化ケイ素を、温度300°C、1分当たり100ナノメートルの堆積速度で堆積させる。

8秒間のUV露光時におけるスピンフォトレジスト304とリソグラフィは、ウエハースを23%フッ化水素酸に15秒間浸漬する前に1分間の現像時間と2分間のリンス時間である。エタノールと脱イオン水でサンプルを3回洗います。そして、窒素銃でウエハースを乾燥させます。

NR9による写真リソグラフィを実証した後、電子線蒸着によりアルミニウムチタン金を堆積する。そして、エタノールと脱イオン水でサンプルを3回洗浄します。最後の洗浄後に研削し、機械的な研磨によってサファイアを130マイクロメートルに研磨します。

そして、脱ワックス溶液と脱イオン水でサンプルを洗浄します。次に、レーザーを使用して、ウエハー全体を0.5 x 0.5ミリメートルのデバイスピースにカットします。そして、チップにウエハーをカットするために機械的なダイサーを使用しています。

走査および透過型電子顕微鏡イメージングは、グラフェンおよびNPSS上のアルミニウム窒素の形態を決定するために使用することができる。ラメンは、転位密度と残留応力を計算するために使用することができます。エレクトロルミネセンスは、製造された深部UV LEDの照明を示すために使用される。

ウェハは、新しい変更の前に清潔でなければならないことに注意してください。したがって、すべてのステップの前にウエハーを十分に洗いすることが不可欠です。