CN113471340A - 一种基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光电半导体领域，特别涉及一种基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro‑LED及其制备方法。所述micro‑LED自下而上依次包括衬底、缓冲层、氮化镓层、p型有源层、绝缘层、电流扩展层以及金属纳米颗粒结构；金属纳米颗粒结构表面设有延伸至p型有源层表面的开口，以使p型有源层表面形成外露区域，外露区域表面设有p型欧姆接触电极，金属纳米颗粒结构的表面设有n型欧姆接触电极。本发明提供的micro‑LED能够有效提高器件的载流子复合速率和复合效率，且有效载流子寿命减小，使该器件的调制带宽大大增加，这将扩展该micro‑LED在光通信中的应用。
Description
技术领域
本发明涉及光电半导体领域，特别涉及一种基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED及其制备方法。
背景技术
目前，宽禁带半导体光源在照明、杀菌、医疗、生化检测及保密通信等领域得到了广泛的应用与关注。Micro-LED由于具有高分辨率、高解析度、高画质、低能耗、高亮度、响应速度快、工作寿命长、稳定可靠、效率较高等一系列优点，使其在显示技术领域、光通信领域、光遗传学领域等多个应用领域表现出良好的应用前景，更是被广泛认为是显示技术领域的下一大趋势。
常规LED的结构包括p型层，n型层和多个量子阱(MQW)，这种复杂的结构不可避免地增加了成本和损耗。此外，上述结构中量子局限斯塔克效应(QCSE)导致PL衰减时间变长，而这也将导致载流子复合速率减慢。迄今为止，已经进行了许多研究来减小LED载流子复合时间，例如改变衬底，降低有源区的载流子寿命，增加注入的载流子浓度等。传统的LED结构在c-蓝宝石衬底上的载流子衰减时间通常为ns数量级，虽然半极性和非极性衬底上的载流子衰减时间可以达到250ps以上，但是该方法对衬底的要求很高，成本也较高。
与传统的LED相比，金属绝缘体(MIS)LED具有许多吸引力。首先，MIS结构micro-LED可避免多量子阱等精细纳米结构的外延，不需要涉及MQW和纳米结构的复杂工艺，不仅可以减少损耗，也可以大大降低成本。此外，由于MIS二极管基于金属半导体(MS)结构，因此与传统的PN结二极管相比，MIS二极管在大功率和高速设备中具有更大的应用潜力。最后但同样重要的一点是，MIS-LED不依赖于p-n结，这将可用半导体材料的范围扩展到了不易掺杂的材料，所以GaN基MIS结构LED的载流子衰减时间可以达到200ps以下。
但是目前，micro-LED在光通信范围内的应用受到限制，最主要的原因之一就是其反应频率低、调制带宽低使其应用受限，因此，如何解决MIS结构的micro-LED存在的该问题正是本领域迫切需要解决的问题。
申请号为CN201410028190.8、申请日为20140121的中国发明专利申请，公开了一种提高发光效率的LED结构，该LED结构为，在衬底上依次沉积有缓冲层、未掺杂氮化镓层、n型导电氮化镓层、多量子阱、p型氮化铝镓层、p型氮化镓层、接触层以及之上的p电极，以及n型氮化镓层与其上的n电极，所述多量子阱由多个量子阱和量子垒交替形成，且在沿n型导电氮化镓层到p型氮化铝镓层的方向上，多量子阱内的量子垒的厚度逐步减小。通过改变沿n型层到p型层方向上量子垒的厚度解决目前存在的LED中空穴分布不均匀造成发光效率低下的问题，该LED结构仍然依赖于传统PN结结构，结构复杂。
发明内容
为解决MIS结构的micro-LED存在调制带宽低的问题，本发明提供了一种基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED，其利用局域表面等离激元近场耦合增强效应，有效提高器件载流子复合速率和复合效率同时提高发光效率，形成高效快速的micro-LED，且有效载流子复合时间的显著减少，使其调制带宽大大提高，能够扩展micro-LED在可见光通信中的应用。
本发明提供的一种基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED，其自下而上依次包括衬底、缓冲层、氮化镓层、p型有源层、绝缘层、电流扩展层以及金属纳米颗粒结构；所述金属纳米颗粒结构表面设有延伸至p型有源层表面的开口，以使p型有源层表面形成外露区域，所述外露区域表面设有p型欧姆接触电极，所述金属纳米颗粒结构的表面设有n型欧姆接触电极；所述p型有源层为p-AlGaN层、p-InGaN层、p-AlxGa1-xN/GaN超晶格层、p-AlxGa1-xN/AlyGa1-yN超晶格层、p-InxGa1-xN/GaN超晶格层、p-InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格层中的一种或两种。
虽然MIS结构micro-LED相比传统的LED相比具有多种优势，但是基于MIS结构的micro-LED存在一个棘手的问题，即电子-空穴对缺乏量子阱限制，因此其发光效率很低。本发明提供的基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED中，其MIS结构的载流子复合区域非常靠近电极，而且常规绝缘层的厚度通常在20nm以下，因而该距离非常适合等离子体激元的近场耦合。因此，在micro-LED中引入了金属纳米颗粒以形成局域表面等离激元，表面等离激元会与出射光子发生近场耦合，从而利用等离子体激元近场耦合有效提高MIS结构micro-LED的载流子复合速率和复合效率，同时提高发光效率。并且，有效载流子寿命减小，使该器件的调制带宽大大增加，这将扩展该micro-LED在光通信中的应用。
进一步地，所述p型有源层采用镁杂质掺杂，掺杂浓度为1×1017～5×1019cm-3。
进一步地，所述金属纳米颗粒结构中的金属纳米颗粒为银、铝、金中的一种。
进一步地，所述金属纳米颗粒结构中的金属纳米颗粒的直径为20～60nm；所述金属纳米颗粒的间距为20～80nm。
进一步地，所述电流扩展层的材料为石墨烯、金属、ITO、二硫化钼、二硫化钨中的一种。
进一步地，所述电流扩展层为单层或多层。
进一步地，所述绝缘层的材料为二氧化硅、氧化镁、氧化锌、氮化硅中的一种。
进一步地，所述衬底为同质氮化镓衬底或蓝宝石衬底或碳化硅衬底或硅衬底。
进一步地，所述micro-LED的发光单元尺寸为1～100μm，间距为5～300μm。
本发明还提供如上所述的基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED的制备方法，其包括以下步骤：
S100、运用金属有机物气相外延技术，在衬底上生长低温缓冲层，而后升温于缓冲层上生长高温氮化镓层；
S200、继续运用金属有机物气相外延技术，在氮化镓层上生长p型有源层；
S300、利用等离子体增强化学气相沉积技术，在p型有源层上沉积绝缘层；
S400、利用化学湿法腐蚀工艺转移电流扩展层，在绝缘层表面生长电流扩展层；
S500、运用物理气相沉积磁控溅射的方法，在电流扩展层表面蒸镀一层金属薄膜层；
S600、通过光刻开孔处理,在金属薄膜层表面开设开口，开口延伸至p型有源层表面，使在开口处p型有源层表面暴露形成外露区域；
S700、利用磁控溅射技术，在p型有源层表面的外露区域和金属薄膜层上沉积电极；而后进行退火，所述金属薄膜层形成金属纳米颗粒结构，所述金属纳米颗粒结构表面形成有n型欧姆接触电极，所述p型有源层表面形成有p型欧姆接触电极。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明在micro-LED中引入金属纳米颗粒以形成局域表面等离激元，表面等离激元会与出射光子发生近场耦合，有效提高MIS结构micro-LED的载流子复合速率和复合效率，且有效提高其发光效率，形成高效快速的micro-LED；并且，有效载流子寿命减小，使该器件的调制带宽大大增加，这将扩展该micro-LED在光通信中的应用；
所述MIS结构micro-LED，其结构简单，制备工艺简便，易于生产应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的实施例1中基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED的外延片的结构图；
图2为本发明提供的实施例1中基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED的完整器件结构图。
附图标记：
100衬底 200缓冲层 300氮化镓层
400p型有源层源层 410超晶格层 420p-AlGaN层
500绝缘层 600电流扩展层 700金属纳米颗粒结构
800n型欧姆接触电极 900p型欧姆接触电极 1000开口
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供如下一种基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED，其自下而上依次包括衬底、缓冲层、氮化镓层、p型有源层、绝缘层、电流扩展层以及金属纳米颗粒结构；所述金属纳米颗粒结构表面设有延伸至p型有源层表面的开口，以使p型有源层表面形成外露区域，所述外露区域表面设有p型欧姆接触电极，所述金属纳米颗粒结构的表面设有n型欧姆接触电极；所述p型有源层为p-AlGaN层、p-InGaN层、p-AlxGa1-xN/GaN超晶格层、p-AlxGa1-xN/AlyGa1-yN超晶格层、p-InxGa1-xN/GaN超晶格层、p-InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格层中的一种或两种。
优选地，所述p型有源层厚度为2-500nm。
优选地，所述p型有源层采用镁杂质掺杂，掺杂浓度为1×1017～5×1019cm-3。
优选地，所述p型有源层自下而上包括超晶格层以及掺Mg p-AlGaN层或掺Mg p-InGaN层。
采用超晶格能有效提高器件空穴浓度以提高载流子复合效率，增加发光效率，在超晶格层上生长所述掺Mg p-AlGaN层或掺Mg p-InGaN层以便于后期形成欧姆接触电极。
优选地，所述超晶格层包括阱层以及垒层，所述阱层厚度为2～10nm,垒层厚度为2～10nm。
优选地，所述金属纳米颗粒结构中的金属纳米颗粒为银、铝、金中的一种。
优选地，所述金属纳米颗粒结构中的金属纳米颗粒的直径为20～60nm；所述金属纳米颗粒的间距为20～80nm。
优选地，所述电流扩展层的材料为石墨烯、金属、ITO、二硫化钼、二硫化钨中的一种。
优选地，所述电流扩展层为单层或多层。
优选地，所述绝缘层的材料为二氧化硅、氧化镁、氧化锌、氮化硅等透明绝缘氧化物或氮化物中的一种。
优选地，所述绝缘层厚度为5～20nm。
优选地，所述衬底为同质氮化镓衬底或蓝宝石衬底或碳化硅衬底或硅衬底。
优选地，所述n型欧姆接触电极材料为Ni/Au或Ti/Au或Cr/Au中的一种；所述p型欧姆接触电极为Ni/Au或Ti/Au或Cr/Au中的一种。
优选地，所述micro-LED的发光单元尺寸为1～100μm，间距为5～300μm。
本发明还提供如上所述的基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED的制备方法，其包括以下步骤：
S100、运用金属有机物气相外延技术，在衬底上生长低温缓冲层，而后升温于缓冲层上生长高温氮化镓层；
S200、继续运用金属有机物气相外延技术，在氮化镓层上生长p型有源层；
S300、利用等离子体增强化学气相沉积技术，在p型有源层上沉积绝缘层；
S400、利用化学湿法腐蚀工艺转移电流扩展层，在绝缘层表面生长电流扩展层；
S500、运用物理气相沉积磁控溅射的方法，在电流扩展层表面蒸镀一层金属薄膜层；
S600、通过光刻开孔处理,在金属薄膜层表面开设开口，开口延伸至p型有源层表面，使在开口处p型有源层表面暴露形成外露区域；
S700、利用磁控溅射技术，在p型有源层表面的外露区域和金属薄膜层上沉积电极；然后进行退火，所述金属薄膜层形成金属纳米颗粒结构，所述金属纳米颗粒结构表面形成有n型欧姆接触电极，所述p型有源层表面形成有p型欧姆接触电极。
优选地，所述p型有源层包括超晶格层，所述超晶格层生长周期为3-30周期，所述超晶格层包括阱层以及垒层，所述阱层厚度为2～10nm,垒层厚度为2～10nm。
优选地，所述超晶格层为周期为3-30个周期的掺Mg p-AlxGa1-XN/GaN超晶格，x的值为0.15-0.25；所述超晶格层包括阱层以及垒层，所述阱层厚度为2～10nm,垒层厚度为2～10nm。
本发明还提供如下所述实施例和对比例：
实施例1：
本发明提供如图1-2实施例1所示的基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED的具体结构，且其制备方法如下：
其中，制备过程中以三甲基铝(TMAl)、三甲基镓(TMGa)作为Ⅲ族源,氨气(NH3)作为Ⅴ族源,二戊镁(Cp2Mg)作为p型有源层掺杂剂,高纯氢气作为载气。
1)生长缓冲层200和氮化镓层300，具体为：
1.1)运用金属有机物气相外延技术，在生长外延前，将蓝宝石衬底100置于H2气氛中，在1100℃高温和100Torr反应室压强下，去除表面的沾污；降低温度至800℃后,在500Torr反应室压强下，通入TMGa和NH3，在蓝宝石衬底100的c面上生长20nm厚的低温氮化镓缓冲层200；
1.2)在步骤1.1)得到的低温氮化镓缓冲层200上，升高温度至1000℃，在200Torr反应室压强下，继续通入TMGa和NH3，生长厚度为2μm的高温氮化镓层300；
2)生长p型有源层400：
2.1)利用金属有机物气相外延技术，在生长好的氮化镓层300上生长周期为20周期的掺Mg p-AlxGa1-XN/GaN超晶格层410，x的值为0.2，镁杂质掺杂浓度为3×1019cm-3,所述超晶格层410包括阱层以及垒层，其阱层厚度为8nm,垒层厚度为8nm；
2.2)在超晶格层410上生长一层厚3nm的掺Mg p-AlGaN层420，镁杂质掺杂浓度为4.5×1019cm-3。
4)在p型有源层400表面依次生长绝缘层500、电流扩展层600和金属薄膜层：所述绝缘层500材料选用二氧化硅，电流扩展层600材料选用石墨烯，所述金属薄膜层材料选用银。具体操作为：
4.1)利用等离子体增强化学气相沉积技术，在p型有源层400上制备10nm的二氧化硅绝缘层500；
4.2)利用化学湿法腐蚀工艺转移一层石墨烯至样品表面，作为电流扩展层600；
4.3)在得到的电流扩展层600上，用物理气相沉积磁控溅射的方法，在电流扩展层600表面蒸镀一层6nm银金属薄膜层，如此便完成外延片的制备。
5)通过光刻开孔处理,在银金属薄膜层表面开设开口1000，开口1000延伸至p型有源层400表面，使在开口1000处p型有源层400表面暴露形成外露区域：
5.1)对生长好的上述层叠结构，即外延片进行光刻处理，光刻胶仅覆盖银金属薄膜层的部分区域；
5.2)使用化学腐蚀的方法，去除未被光刻胶遮挡的银金属薄膜层、电流扩展层600和绝缘层500区域,即在银金属薄膜层表面开设开口1000，且开口1000延伸至p型有源层400表面，使在开口1000处p型有源层400表面暴露形成外露区域；
6)沉积金属电极，具体为：
6.1)对上述操作后所得的外延片进行标准清洗，依次在丙酮、乙醇及高纯度去离子水中分别超声清洗10分钟；然后用去离子水加强冲洗，去除有机物；再使用氮气吹干表面；之后，使用AZ5214E光刻胶进行涂胶，甩胶和前烘，再使用德国Karlsuss MA6/BA6型双面对准光刻机进行对准和曝光，使光刻胶涂于金属薄膜层上方的部分区域以及暴露的p型有源层400上方的部分区域；
6.2)运用物理气相沉积磁控溅射工艺，在p型有源层400上和金属薄膜层上沉积Ni/Au电极；
6.3)使用丙酮溶液剥离光刻胶；
6.4)然后在氮气氛围下，400℃/60s条件下退火，在退火作用下，所述银金属薄膜层团聚形成金属纳米颗粒结构700，且Ni/Au电极与外延片形成欧姆接触，从而n型欧姆接触电极800和p型欧姆接触电极900形成，即完成所述micro-LED的制备。所述micro-LED的发光单元尺寸为30μm，间距为200μm。
对比例1：
为了展现等离子体激元近场耦合能够有效提高MIS结构micro-LED的载流子复合速率和复合效率，进行无金属纳米颗粒结构700的micro-LED试验作为对比例，其制备方法如下：
其中，制备过程中以三甲基铝(TMAl)、三甲基镓(TMGa)作为Ⅲ族源,氨气(NH3)作为Ⅴ族源,二戊镁(Cp2Mg)作为p型有源层掺杂剂,高纯氢气作为载气。
1)生长缓冲层200和氮化镓层300，具体为：
1.1)运用金属有机物气相外延技术，在生长外延前，将蓝宝石衬底100置于H2气氛中，在1100℃高温和100Torr反应室压强下，去除表面的沾污；降低温度至800℃后,在500Torr反应室压强下，通入TMGa和NH3，在蓝宝石衬底100的c面上生长20nm厚的低温氮化镓缓冲层200；
1.2)在步骤1.1)得到的低温氮化镓缓冲层200上，升高温度至1000℃，在200Torr反应室压强下，继续通入TMGa和NH3，生长厚度为2μm的高温氮化镓层300；
2)生长p型有源层400：
2.1)利用金属有机物气相外延技术，在生长好的高温氮化镓层300上生长周期为20周期的掺Mg p-AlxGa1-XN/GaN超晶格层410，x的值为0.2，镁杂质掺杂浓度为3×1019cm-3,所述超晶格层410包括阱层以及垒层，其阱层厚度为8nm,垒层厚度为8nm；
2.2)在超晶格层410上生长一层厚3nm的掺Mg p-AlGaN层420，镁杂质掺杂浓度为4.5×1019cm-3。
4)在p型有源层400表面依次生长绝缘层500、电流扩展层600：所述绝缘层500材料选用二氧化硅，电流扩展层600材料选用石墨烯。具体操作为：
4.1)利用等离子体增强化学气相沉积技术，在p型有源层400上制备10nm的二氧化硅绝缘层500；
4.2)利用化学湿法腐蚀工艺转移一层石墨烯至样品表面，作为电流扩展层600，如此便完成外延片的制备。
5)通过光刻开孔处理,在电流扩展层600表面开设开口1000，开口1000延伸至p型有源层400表面，使在开口1000处p型有源层400表面暴露形成外露区域：
5.1)对生长好的上述层叠结构，即外延片进行光刻处理，光刻胶仅覆盖电流扩展层600表面的部分区域；
5.2)使用化学腐蚀的方法，去除未被光刻胶遮挡的电流扩展层600和绝缘层500区域,即在电流扩展层600表面开设开口1000，且开口1000延伸至p型有源层400表面，使在开口1000处p型有源层400表面暴露形成外露区域；
6)沉积金属电极，具体为：
6.1)对上述操作后所得的外延片进行标准清洗，依次在丙酮、乙醇及高纯度去离子水中分别超声清洗10分钟；然后用去离子水加强冲洗，去除有机物；再使用氮气吹干表面；之后，使用AZ5214E光刻胶进行涂胶，甩胶和前烘，再使用德国Karlsuss MA6/BA6型双面对准光刻机进行对准和曝光，使光刻胶涂于电流扩展层600上方的部分区域以及暴露的p型有源层400上方的部分区域；
6.2)运用物理气相沉积磁控溅射工艺，在p型有源层400上和电流扩展层600上沉积Ni/Au电极；
6.3)使用丙酮溶液剥离光刻胶；
6.4)然后在氮气氛围下，400℃/60s条件下退火，在退火作用下，Ni/Au电极与外延片形成欧姆接触，从而n型欧姆接触电极800和p型欧姆接触电极900形成，即完成所述micro-LED的制备。所述micro-LED的发光单元尺寸为30μm，间距为200μm。
通过常温的TRPL谱对实施例和对比例制得的样品进行测试表征，TRPL谱测量了极短时间内(皮秒量级)受激发光随时间变化的关系，可以直接反映载流子密度与分布函数之间的关系。通过测试结果发现：没有纳米颗粒耦合的对比例1中载流子衰变时间大于100ps，而产生等离子体激元近场耦合的实施例1中测试得到的载流子衰变时间明显小于对比例1中载流子衰变时间，从而可以判断本实施例中载流子复合速率得到有效提升。
本发明在micro-LED中引入金属纳米颗粒以形成局域表面等离激元，表面等离激元会与出射光子发生近场耦合，有效提高MIS结构micro-LED的载流子复合速率和复合效率，形成高效快速的micro-LED；并且有效载流子寿命减小，使该器件的调制带宽大大增加，这将扩展该micro-LED在光通信中的应用；且其结构简单，制备工艺简便，易于生产应用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED，其特征在于：自下而上依次包括衬底、缓冲层、氮化镓层、p型有源层、绝缘层、电流扩展层以及金属纳米颗粒结构；
所述金属纳米颗粒结构表面设有延伸至p型有源层表面的开口，以使p型有源层表面形成外露区域，所述外露区域表面设有p型欧姆接触电极，所述金属纳米颗粒结构表面设有n型欧姆接触电极；
所述p型有源层为p-AlGaN层、p-InGaN层、p-AlxGa1-xN/GaN超晶格层、p-AlxGa1-xN/AlyGa1-yN超晶格层、p-InxGa1-xN/GaN超晶格层、p-InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格层中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED，其特征在于：所述p型有源层采用镁杂质掺杂，掺杂浓度为1×1017～5×1019cm-3。
3.根据权利要求1所述的基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED，其特征在于：所述金属纳米颗粒结构中的金属纳米颗粒为银、铝、金中的一种。
4.根据权利要求1所述的基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED，其特征在于：所述金属纳米颗粒结构中的金属纳米颗粒的直径为20～60nm；所述金属纳米颗粒的间距为20～80nm。
5.根据权利要求1所述的基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED，其特征在于：所述电流扩展层的材料为石墨烯、金属、ITO、二硫化钼、二硫化钨中的一种。
6.根据权利要求1所述的基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED，其特征在于：所述电流扩展层为单层或多层。
7.根据权利要求1所述的基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED，其特征在于：所述绝缘层的材料为二氧化硅、氧化镁、氧化锌、氮化硅中的一种。
8.根据权利要求1所述的基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED，其特征在于：所述衬底为同质氮化镓衬底或蓝宝石衬底或碳化硅衬底或硅衬底。
9.根据权利要求1所述的基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED，其特征在于：所述micro-LED的发光单元尺寸为1～100μm，间距为5～300μm。
10.根据权利要求1-9任一项所述的基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100、运用金属有机物气相外延技术，在衬底上生长低温缓冲层，而后升温于缓冲层上生长高温氮化镓层；
S200、继续运用金属有机物气相外延技术，在氮化镓层上生长p型有源层；
S300、利用等离子体增强化学气相沉积技术，在p型有源层上沉积绝缘层；
S400、利用化学湿法腐蚀工艺转移电流扩展层，在绝缘层表面生长电流扩展层；
S500、运用物理气相沉积磁控溅射的方法，在电流扩展层表面蒸镀一层金属薄膜层；
S600、通过光刻开孔处理,在金属薄膜层表面开设开口，开口延伸至p型有源层表面，使在开口处p型有源层表面暴露形成外露区域；
S700、利用磁控溅射技术，在p型有源层表面的外露区域和金属薄膜层上沉积电极；而后进行退火，所述金属薄膜层形成金属纳米颗粒结构，所述金属纳米颗粒结构表面形成有n型欧姆接触电极，所述p型有源层表面形成有p型欧姆接触电极。
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2021
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