[发明专利]纳米柱及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种纳米柱及其制备方法与应用，该制备方法包括如下步骤：对设置于衬底上的金属成核层进行热退火处理，使金属成核层转变为间隔分布的金属液滴；利用金属液滴作为催化剂，在衬底上生长纳米柱；其中，纳米柱与金属成核层具有至少1种相同的金属元素。本发明提供的制备方法无需采用刻蚀工艺，避免了刻蚀导致的发光效率下降的问题，而且，还能够避免金属催化剂制备过程对衬底的污染，避免了金属液滴残留对器件性能的影响。

技术领域

本发明涉及微纳器件制造技术领域，涉及一种光电器件，尤其涉及一种纳米柱及其制备方法与应用。

背景技术

形成光电器件中的纳米柱的方法包括刻蚀法与金属催化法，但采用刻蚀法在刻蚀过程中会对器件造成严重的侧壁刻蚀损伤，降低光电器件的发光效率。

金属催化法是通过引入Au、Ag、Cu、Ni、Sn等金属液滴作为催化剂，外延得到纳米柱，但金属催化法往往需要通过转印等方法在衬底表面引入催化剂，这存在沾污衬底的风险；此外，引入的金属催化剂也存在对外延材料污染的可能性，进而不利于提高所得光电器件的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米柱及其制备方法与应用，本发明提供的制备方法无需采用刻蚀工艺，避免了刻蚀导致的发光效率下降的问题，而且，还能够避免了金属催化剂对衬底的污染，避免了金属液滴残留对器件性能的影响。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种纳米柱的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

对设置于衬底上的金属成核层进行热退火处理，使所述金属成核层转变为间隔分布的金属液滴；

利用所述金属液滴作为催化剂，在所述衬底上生长纳米柱；

其中，所述纳米柱与所述金属成核层具有至少1种相同的金属元素。

本发明提供的制备方法无需进行刻蚀工艺，避免了刻蚀导致的发光效率下降的问题。此外，使纳米柱与金属成核层具有至少1中相同的金属元素，还能够避免金属催化剂对衬底的污染，避免了金属液滴残留对器件性能的影响。

优选地，所述金属成核层设置于所述衬底的方法包括脉冲生长法：周期性交替通入金属源气体与氮源气体，以在所述衬底上形成所述金属成核层。

优选地，所述周期性交替通入金属源气体与氮源气体，以在所述衬底上形成所述金属成核层，包括：

步骤S1、通入载气与金属源气体，进行金属源沉积；

步骤S2、通入载气与氮源气体，进行氮源沉积；

重复步骤S1与步骤S2，直至生长出所需厚度的金属成核层。

优选地，所述周期性交替通入金属源气体与氮源气体，以在所述衬底上形成所述金属成核层，还包括：

在将所述金属成核层设置在所述衬底上之前，使用载气对所述衬底进行热清洗。

优选地，所述热退火处理包括如下步骤：

在第一设定条件下，对所述金属成核层热退火处理设定时间，生成所述间隔分布的金属液滴；

其中，所述第一设定条件包括温度为850℃～1200℃、压力小于或等于1mbar，所述设定时间为5min～20min。

优选地，所述纳米柱为n型纳米柱，所述生长纳米柱包括：

通入载气、金属源气体、氮源气体与硅源气体，在第二设定条件下进行所述n型纳米柱的生长；

优选地，所述第二设定条件包括温度为950℃～1150℃、压力为100mbar～600mbar、V/III比为10～1000；