[发明专利]带有ZnO微米和纳米复合结构的LED管芯及其制备方法

权利要求书

1.一种带有ZnO微米和纳米复合结构的LED管芯，其特征是：在LED管芯的发光面上生长有ZnO微米图形阵列，在ZnO微米图形阵列上垂直生长有纳米棒。

2.根据权利要求1所述带有ZnO微米和纳米复合结构的LED管芯，其特征是：所述ZnO微米图形阵列是一维光栅结构，或者是ZnO微米网孔组成的二维光栅结构，或者是是微米ZnO柱组成的周期阵列。

3.根据权利要求2所述带有ZnO微米和纳米复合结构的LED管芯，其特征是，所述微米网孔或微米柱是六方或四方周期排列。

4.根据权利要求1所述带有ZnO微米和纳米复合结构的LED管芯，其特征是，所述ZnO纳米棒的直径为50nm-300nm，高度为200nm-1.5μm。

5.一种权利要求1所述带有ZnO微米和纳米复合结构的LED管芯的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）用金属有机化学气相沉积的方法在衬底上外延生长完整的外延片结构，制作完整的LED管芯结构；

（2）在LED管芯的发光面溅射厚度为20nm-400nm的第一ZnO种子层；

（3）在第一ZnO种子层上，通过掩膜光刻工艺，得到光刻胶微米周期图形；

（4）以光刻胶微米周期图形为模板生长ZnO微米图形阵列：把步骤（3）得到的LED管芯置入高浓度锌源前躯体混合液中水热反应，锌源前躯体混合液为硝酸锌或醋酸锌与氨水或六次甲基四胺溶液的混合液，硝酸锌或醋酸锌的浓度为0.1M-0.5M，混合液PH值为6-8，在60℃-100℃水温下水热反应1小时-12小时，然后降至室温，取出后用去离子水冲洗，用氮气吹干；ZnO在光刻胶的间隙中生长合并外延，紧密排列填满光刻胶的间隙；

（5）用去胶液去除光刻胶，得到光刻胶反图形的ZnO微米图形阵列；

（6）通过磁控溅射仪在ZnO微米图形阵列上溅射厚度为20-200nm的第二ZnO种子层；

（7）在ZnO微米图形阵列上通过第二ZnO种子层生长ZnO纳米棒阵列：把步骤（6）得到的LED管芯置入低浓度锌源前躯体混合液中水热反应，锌源前躯体混合液为硝酸锌或醋酸锌与氨水或六次甲基四胺溶液的混合液，硝酸锌或醋酸锌的浓度为0.03M-0.07M，混合液PH值为6-8，在60℃-100℃水温下水热反应1小时-6小时，然后降至室温，取出后用去离子水冲洗，用氮气吹干，即在ZnO微米图形阵列上生长出纳米棒，得到ZnO微米图形阵列和纳米棒复合结构；

（8）通过减薄，解离成单个LED管芯。