中國(guó)科學(xué)院：陣列化LED制造研究進(jìn)展情況

　　近年來(lái)，微納米科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，在產(chǎn)業(yè)化方面已經(jīng)取得了不少進(jìn)展。然而，實(shí)現(xiàn)高密度、規(guī)模化微納米結(jié)構(gòu)的批量操縱是實(shí)現(xiàn)芯片器件極具挑戰(zhàn)性的關(guān)鍵因素之一。眾所周知，利用光鑷技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)的微納米結(jié)構(gòu)操縱，然而大面積陣列的操縱是耗時(shí)的。實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)高密度、規(guī)模化一維微納米陣列特定對(duì)準(zhǔn)取向制造是器件集成至關(guān)重要的挑戰(zhàn)。

　　氧化鋅(ZnO)作為一維微納米結(jié)構(gòu)家族中最出色的一員，是一種直接寬帶隙(3.3eV)半導(dǎo)體，其激子束縛能為60meV。它可應(yīng)用于激光發(fā)射單元，場(chǎng)發(fā)射晶體管，光子探測(cè)器和發(fā)電機(jī)。氧化鋅微納米結(jié)構(gòu)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(bào)道：通過(guò)限域生長(zhǎng)、輸送氣體的流動(dòng)等可實(shí)現(xiàn)水平排列的微米納米結(jié)構(gòu)陣列的制備。然而，目前還沒(méi)有研究報(bào)告可實(shí)現(xiàn)p型氮化鎵(GaN)上大面積ZnO微陣列在水平面內(nèi)設(shè)定方向、周期性分布的操縱，并利用微米結(jié)構(gòu)開發(fā)芯片內(nèi)LED器件的潛在的功能。

　　中國(guó)科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所醫(yī)用微納技術(shù)研究室郭振博士提出了一種新的方法：通過(guò)梳理技術(shù)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(gè)ZnO微米棒的直徑為2μm)，實(shí)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(shí)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(dǎo)體特性，制造了垂直和水平排列ZnOmicrorod/p-GaN異質(zhì)結(jié)發(fā)光二極管，獲得了點(diǎn)和線狀LED發(fā)光圖像。通過(guò)研究材料的壓電特性實(shí)現(xiàn)了LED發(fā)射顏色從紫外-藍(lán)色到黃綠色的調(diào)制。其研究為實(shí)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。