一种纳米环的制备方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种纳米环的制备方法。该方法包括：在氮化镓基外延衬底上沉积出氧化膜；在所述氧化膜的表面旋涂光刻胶；基于具有预设图案的掩膜版对所述光刻胶进行曝光显影以将所述光刻胶图案化，所述图案化的光刻胶包括呈阵列排布在所述氧化膜上的多个纳米级环状凸起；基于所述图案化的光刻胶对所述氧化膜进行刻蚀以将所述氧化膜图案化，所述图案化的氧化膜包括呈阵列排布在所述氮化镓基外延衬底的多个纳米级环状凸起。本发明专利技术实施例实现了简单、低成本的制备氮化镓基纳米环。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米环的制备方法
本专利技术实施例涉及半导体技术，尤其涉及一种纳米环的制备方法。
技术介绍
随着现代微加工工艺的成熟，第三代半导体器件正在向微纳尺度的低维结构推进。在微纳尺度下，半导体器件的量子限制效应愈加明显，因此基于微纳结构的低维半导体器件在光学、电学等方面表现出与体材料截然不同的物理特性，在近十年来备受关注。对于第三代半导体器件中的氮化镓基发光器件来说，在氮化镓基纳米环结构中，由于其环壁厚度只有几百纳米，使得氮化镓基材料中的应力被释放，有助于提高其光电转换效率，相较于平面薄膜结构，纳米环结构具有较高的光引出效率。此外在GaN基纳米环结构中还可以通过光泵浦或电泵浦的方式来实现激射，从而获得纳米级激光器，因此氮化镓基纳米环结构在光芯片中具有重要用途。目前氮化镓基纳米环结构的制备常用到的方法包括：电子束曝光、纳米压印、铺设微球掩膜刻蚀等方式。其中，电子束曝光是利用电子束较小的德布罗意波长，对图有感光胶的晶片进行扫描和曝光，具有极高的工艺精度。但同时其曝光方式同时也决定了此工艺耗时长，成本高，很难在晶片上大范围制备纳米图形；纳米压印工艺是通过压印胶辅助，利用机械转移的手段，将模板上的微纳结构转移到晶片上，具有较高的分辨率，然而初始的压印模板需要利用电子书曝光或衍射光刻制备，成本较高，且纳米压印在大面积微纳结构制备上的良率依然有待提升；铺设微球掩膜刻蚀是将粒径均一的纳米微球，铺设到晶片表面，利用微球掩膜对晶片进行刻蚀，此工艺中微球是消耗品，因此成本较高；且将微球转移到晶片表面时，很难实现大范围的均匀性。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种纳米环的制备方法，以实现简单、低成本的制备氮化镓基纳米环。为达此目的，本专利技术实施例提供了一种纳米环的制备方法，该方法包括：在氮化镓基外延衬底上沉积出氧化膜；在所述氧化膜的表面旋涂光刻胶；基于具有预设图案的掩膜版对所述光刻胶进行曝光显影以将所述光刻胶图案化，所述图案化的光刻胶包括呈阵列排布在所述氧化膜上的多个纳米级环状凸起；基于所述图案化的光刻胶对所述氧化膜进行刻蚀以将所述氧化膜图案化，所述图案化的氧化膜包括呈阵列排布在所述氮化镓基外延衬底上的多个纳米级环状凸起。进一步的，所述预设图案中任意两点之间的距离小于或等于2微米。进一步的，所述基于所述图案化的光刻胶对所述氧化膜进行刻蚀以将所述氧化膜图案化之后包括：基于所述图案化的氧化膜对所述氮化镓基外延衬底进行刻蚀以将所述氮化镓基外延衬底图案化，所述图案化的氮化镓基外延衬底包括呈阵列排布的多个纳米级环状凸起。进一步的，所述在所述氧化膜的表面旋涂光刻胶包括：在所述氧化膜的表面旋涂光刻胶黏附层；在所述光刻胶黏附层的表面旋涂光刻胶；对所述光刻胶进行前烘。进一步的，所述对所述光刻胶进行曝光显影以将所述光刻胶图案化包括：获取所述光刻胶的旋涂条件；根据所述旋涂条件确定曝光显影条件；根据所述曝光显影条件对所述光刻胶进行曝光显影以将所述光刻胶图案化。进一步的，所述对所述光刻胶进行曝光显影以将所述光刻胶图案化之后包括：使用氧气等离子体对所述图案化的光刻胶进行刻蚀。进一步的，所述氧化膜为二氧化硅膜层。进一步的，所述基于所述图案化的光刻胶对所述氧化膜进行刻蚀以将所述氧化膜图案化包括：基于所述图案化的光刻胶使用三氟甲烷和氧气的混合等离子体对所述氧化膜进行刻蚀以将所述氧化膜图案化。进一步的，所述氮化镓基外延衬底为氮化镓基的LED晶片。进一步的，所述基于所述图案化的氧化膜对所述氮化镓基外延衬底进行刻蚀以将所述氮化镓基外延衬底图案化包括：基于所述图案化的氧化膜使用氯气和三氯化硼的混合等离子体对所述氮化镓基外延衬底进行刻蚀以将所述氮化镓基外延衬底图案化。本专利技术实施例通过在氮化镓基外延衬底上沉积出氧化膜；在所述氧化膜的表面旋涂光刻胶；基于具有预设图案的掩膜版对所述光刻胶进行曝光显影以将所述光刻胶图案化，所述图案化的光刻胶包括呈阵列排布在所述氧化膜上的多个纳米级环状凸起；基于所述图案化的光刻胶对所述氧化膜进行刻蚀以将所述氧化膜图案化，所述图案化的氧化膜包括呈阵列排布在所述氮化镓基外延衬底的多个纳米级环状凸起，解决了制备氮化镓基纳米环工艺复杂、成本较高的问题，实现了简单、低成本的制备氮化镓基纳米环的效果。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的一种纳米环的制备方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例二提供的一种纳米环的制备方法的流程示意图；图3是本专利技术实施例二提供的氮化镓基的LED晶片的结构示意图；图4是本专利技术实施例二提供的氮化镓基的LED晶片和二氧化硅膜层的结构示意图；图5是本专利技术实施例二提供的氮化镓基的LED晶片、二氧化硅膜层和光刻胶的结构示意图；图6是本专利技术实施例二提供的对光刻胶进行曝光显影操作的示意图；图7是本专利技术实施例二提供的曝光时间为1秒时纳米级环状凸起的水平截面视图；图8是本专利技术实施例二提供的曝光时间为1.5秒时纳米级环状凸起的水平截面视图；图9是本专利技术实施例二提供的曝光时间为2秒时纳米级环状凸起的水平截面视图；图10是本专利技术实施例二提供的曝光时间为3秒时纳米级环状凸起的水平截面视图；图11是本专利技术实施例二提供的利用氧气等离子体对光刻胶的进行刻蚀的示意图；图12是本专利技术实施例二提供的利用三氟甲烷和氧气的混合等离子体对二氧化硅膜层进行刻蚀的示意图；图13是本专利技术实施例二提供的利用氯气和三氯化硼的混合等离子体对氮化镓基的LED晶片进行刻蚀的示意图；图14是本专利技术实施例二提供的氮化镓基纳米环的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。实施例一如图1所示，本专利技术实施例一提供了一种纳米环的制备方法，该方法包括：S110、在氮化镓基外延衬底上沉积出氧化膜。S120、在氧化膜的表面旋涂光刻胶。本实施例中，在制备氮化镓基纳米环时，首先需要在氮化镓基外延衬底上沉积出氧化膜，其中氮化镓基外延衬底可以为氮化镓基的LED晶片，组成外延衬底的材料还可以包括氮化铝、氮化铟或其他三元、四元合金材料，可选的，利用等离子体增强化学气相外延(PECVD)方式在氮化镓基的LED晶片上沉积出氧化膜，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米环的制备方法，其特征在于，包括：/n在氮化镓基外延衬底上沉积出氧化膜；/n在所述氧化膜的表面旋涂光刻胶；/n基于具有预设图案的掩膜版对所述光刻胶进行曝光显影以将所述光刻胶图案化，所述图案化的光刻胶包括呈阵列排布在所述氧化膜上的多个纳米级环状凸起；/n基于所述图案化的光刻胶对所述氧化膜进行刻蚀以将所述氧化膜图案化，所述图案化的氧化膜包括呈阵列排布在所述氮化镓基外延衬底上的多个纳米级环状凸起。/n

【技术特征摘要】
1.一种纳米环的制备方法，其特征在于，包括：
在氮化镓基外延衬底上沉积出氧化膜；
在所述氧化膜的表面旋涂光刻胶；
基于具有预设图案的掩膜版对所述光刻胶进行曝光显影以将所述光刻胶图案化，所述图案化的光刻胶包括呈阵列排布在所述氧化膜上的多个纳米级环状凸起；
基于所述图案化的光刻胶对所述氧化膜进行刻蚀以将所述氧化膜图案化，所述图案化的氧化膜包括呈阵列排布在所述氮化镓基外延衬底上的多个纳米级环状凸起。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设图案中任意两点之间的距离小于或等于2微米。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述图案化的光刻胶对所述氧化膜进行刻蚀以将所述氧化膜图案化之后包括：
基于所述图案化的氧化膜对所述氮化镓基外延衬底进行刻蚀以将所述氮化镓基外延衬底图案化，所述图案化的氮化镓基外延衬底包括呈阵列排布的多个纳米级环状凸起。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述氧化膜的表面旋涂光刻胶包括：
在所述氧化膜的表面旋涂光刻胶黏附层；
在所述光刻胶黏附层的表面旋涂光刻胶；
对所述光刻胶进行前烘。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘召军，蒋府龙，李四龙，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东;44