Graphene-Assisted Quasi-van der Waals Epitaxy af AlN Film på Nano-mønstrede Sapphire Substrat for Ultraviolet Light Emitting Diodes

Denne nye protokol for aluminium nitrider hurtig vækst på nano-mønstrede safir substrat med graphene lag kan bruges til hurtig og billig generation af højtydende dybe ultraviolette lysdioder. Brug af di-ål graphene som aluminium nitride skabelon, viser vækstpotentiale i anvendelsen af aluminium, gallium nitrit baseret lysdioder. Til at begynde, skyl NPSS med acetone, ethanol og deioniseret vand tre gange.

Og tør NPSS med en nitrogenpistol. Indbelæs NPSS i en ovn med høj temperatur med tre zoner med en lang flad temperaturzone. Og varme ovnen til 1050 grader Celsius.

Stabilisere temperaturen i 10 minutter under 500 standard kubikcentimeter per minut af argon og 300 standard kubikcentimeter per minut af argon af brint. Derefter indføres 30 standard kubikcentimeter i minuttet af argon af metan i reaktionskammeret for væksten af grafen på NPSS i tre timer. Ved afslutningen af vækstreaktionen skal metanen slukkes, og NPSS’en kan køle naturligt.

Skyl det afkølede underlag med deioniseret vand. Og tør NPSS med en nitrogenpistol. Derefter ætse graphene NPSS med nitrogen plasma med en nitrogen flow på 300 standard kubikcentimeter i minuttet i 30 sekunder.

Og en effekt på 50 watt i reaktiv ionætsningskammer. For MOCVD vækst af aluminium kvælstof på graphene NPSS, redigere MOCVD opskrift på aluminium kvælstofvækst. Og indlæse grafen NPSS og dens NPSS modstykke i en hjemmelavet MOCVD kammer.

Efter opvarmning i 12 minutter, vil temperaturen stabilisere ved 1200 grader Celsius. Derefter indføre 7000 standard kubikcentimeter per minut af brint som omgivende. 70 standard kubikcentimeter per minut trimethyl aluminium.

Og 500 standard kubikcentimeter per minut ammoniak i to timer. Fortsæt med MOCVD vækst af aluminium gallium nitrogen kvanteblyde i henhold til manuskript retninger. Når du er færdig, sænke temperaturen af kammeret til 800 grader Celsius og a-knæle P-type lag med kvælstof i 20 minutter.

For aluminium gallium nitrogen baseret dyb ultraviolet LED fabrikation, spin foto-resist 4620 på wafere og udføre litografi med otte sekunders UV-eksponering, 30 sekunders udviklingstid og to minutters skylning tid. Ved induktiv koblet plasmaætning af P-galliumfæl nitrogen indstilles ætsningseffekten til 450 watt, ætsningstrykket til fire millitorrs og ætsningshastigheden til 5,6 nanometer pr. sekund. Placer den ætsede prøve i acetone ved 80 grader Celsius i fem minutter.

Efterfulgt af vask i ethanol og deioniseret vand. Spinning negative foto-modstå NR9 og litografi for en UV-eksponeringstid på 12 sekunder, en udvikling tid på 20 sekunder og en skylning tid på to minutter. Prøven vaskes med acetone, ethanol og deioniseret vand tre gange.

Og deponere titanium aluminium titanium guld ved elektronstråle fordampning. Spin negative foto-resist NR9 og litografi under de samme indstillinger. Og vask prøverne tre gange med acetone, ethanol og deioniseret vand uden ultralydbehandling.

Aflejr nikkel-guld ved elektronstråle fordampning. Og vask prøven med ethanol og deioniseret vand tre gange. Aflejr 300 nanometer af siliciumdioxid ved plasmaforbedret kemisk dampaflejring ved en aflejringstemperatur på 300 grader Celsius og en aflejringshastighed på 100 nanometer i minuttet.

Spin foto-resist 304 og litografi på en UV-eksponeringstid på otte sekunder, en udviklingstid på et minut og en skylningstid på to minutter, før du nedsænker wafere i 23% flufluorsyre i 15 sekunder. Prøven vaskes tre gange med ethanol og deioniseret vand. Og tør vaflerne med en nitrogenpistol.

Efter foto litografi med NR9 som påvist, deponere aluminium titanium guld ved elektronstråle fordampning. Og vask prøven tre gange med ethanol og deioniseret vand. Efter den sidste vask male og polere safir til 130 mikrometer ved mekanisk polering.

Og vask prøven med afvoksningsopløsning og deioniseret vand. Brug derefter en laser til at skære hele wafer i 0,5 med 0,5 millimeter enhed stykker. Og brug en mekanisk dicer til at skære wafer i chips.

Scanning og transmission elektron mikroskopi kan bruges til at bestemme morfologien af aluminium nitrogen på grafen og NPSS. Ramen kan bruges til at beregne dislokation tætheder og resterende stress. Electroluminescense bruges til at illustrere belysningen af de fabrikerede dybe UV-lysdioder.

Husk, at waferen skal være ren før hver ny modifikation. Så det er vigtigt at skylle wafer grundigt før hvert trin.