该实施例的一种简化形式中，单个光子源4不是可单独操控的，而是它们要么全部被激活，要么全部不激活。因此，所写入的结构通过在载体衬底3的平面中源4的二维设置来预先确定。
[0032]图2示出针对对源4的单独操控的线路图。提供了由字线W1、W2、…、Wn构成的线光栅以及由位线B1、B2、…、Bn构成的第二线光栅。两种线光栅一起得到矩形网格。采用与该矩形网格相同的周期性来设置源4，其中一个源与恰恰一个字线以及恰恰一个位线连接。如果在一个字线和一个位线之间施加电压，那么恰恰激活一个源4。在此，字线和位线必须不在相同的平面中延伸并且也必须不在带有源4的平面中延伸。这些源4例如是如下发光二极管(LED),其中由η-触点、pn-结和p_触点构成的堆叠在图示平面的法线方向上延伸，因此例如字线能够在η-触点下方或者在η-触点的平面内延伸，因此每个字线只将η-触点相互连接。这些位线能够在ρ-触点上方或者在ρ-触点的平面内延伸，因此每个位线只将P-触点相互连接。
[0033]原则上，在字线和位线之间的这种交叉阵列中不仅仅有一条电流路径通过直接连接在该字线和该位线之间的源4。除了该直接路径外，还有通过多个另外的源4的另外寄生路径。然而，与直接连接在被操控字线和被操控位线之间的源相比，在这种寄生路径上的每个源施加有显著更小的电压。在寄生路径上的源上的电压小于激励LED照明所需的、以带隙为条件的最低电压。因此，尽管有通过另外的源的寄生路径，也仅仅激励直接连接在被操控字线和被操控位线之间的源4照明。
[0034]图3示出源4构成的六边形装置的电子显微镜拍摄图。部分图b是部分图a的部分区域的放大拍摄图。源4是如下LED结构，在图3中以深色示出的、蓝宝石衬底上的η掺杂GaN层4a是所述LED结构的共用η区域。在η掺杂GaN层4a上是由未掺杂GaInN/GaN-多层结构4b构成的已蚀刻柱子，它们分别构成多量子阱(MQW)。MQW用作活跃介质，所述介质确定光子源的波长。在每个MQW上生长ρ掺杂的GaN作为ρ区域4c。
[0035]通过多层结构4b和ρ区域4c首先作为平层施加在GaN层4a上，来制造该装置。接着，光致蚀刻剂利用电子射线平版印刷这样结构化:在源4应该保留为柱子的各处，暴露P区域4c。施加镍层并且接着通过剥离去除光致抗蚀剂，因此镍4d只保留在ρ区域4c上并且否则被去除。多层结构4b和ρ区域4c的没有通过镍保护的各处被蚀刻掉，向下直到GaN 层 4a。
[0036]在图3中示出的阶段中，该装置还缺少P区域4c与外界的电接触。能够通过在这些柱子之间引入绝缘材料直到只有区域4c和4d还突出的高度，制造该接触。例如氢硅倍半氧烷(HSQ)适合作为这种绝缘材料，所述绝缘材料能够离心涂镀在该装置上并且在热作用下构成绝缘的3102作为最终产品。当构成S12层时，选择性地去除镍并且在其上施加由镍金合金构成的透明、导电的接触层，该接触层连接所期望的区域4c和外界。η-触点通过3102在之前利用平版印刷方法定义的区域中直到n-GaN层中的氩离子束蚀刻来形成。接着利用钛/铝/镍/金层执行金属化，之后将所述层制成合金。
[0037]该装置也允许这样设计，即这些源4可单独编址。此外，GaN层4a以字线的形式结构化，所述字线将相应行柱子相互连接。然后，每个柱子分别位于恰恰一个字线上，并且在这些字线之间去除GaN层4a，向下直到蓝宝石衬底，因此这些字线彼此绝缘。透明、导电的接触层在横向上以位线的形式结构化，它们将相应列的区域4c相互连接并且将它们与外界连接。因此，通过在一个字线和一个位线之间施加压力能恰恰激活一个源4。
[0038]图4a示出光致发光的空间分布，在图3中示出的层系统应光波长为325nm的光学激励发射所述光致发光。光致发光在波长400nm时进行。测量光致发光合适在生产时作为针对质量控制的中间检测。没有光致发光示出，则所制造的装置是废品，并且另外的过程步骤是多余的。
[0039]图4b针对平面的层堆叠示出电致发光在能量E上的强度分布I，图3中示出的装置由所述层堆叠制成(在施加光致抗蚀剂之前；曲线(i)，以及针对单个源4(曲线(ii))。该分布对于曲线(i)有140meV的半值宽度(FWHM)，对于曲线(ii)有10meV的半值宽度。通过源4的空间维度从平面的层变小为柱子时，每个时间单元发射的光子数量降低的程度使得在足够短的脉冲时间长度能够激励各个光子的发射。蚀刻的柱子越小，柱子中的量子限制越高并且一个单个光子源发射的光子能量的区域越窄。
[0040]图5示出针对单个光子源4的另外实现示例，所述示例合适于用来执行根据本发明的方法。首先通过MOVPE过程在蓝宝石衬底51上施加η掺杂GaN层52。然后，离心涂镀HSQ层53，所述HSQ层在热效应下构成绝缘的5102作为最终产品。施加聚合聚甲基丙烯酸甲酯PMMA并且用作用于电子束平版印刷的正抗蚀剂。层中单个光子源4应该形成的地方利用电子束来照射并且接着选择性地去除。开放的SiC^f助于反应性离子蚀刻去除。因此，接着去除PMMA。S12F仅是绝缘材料，而且用作接下来的外延附生的掩膜。通过进一步的MOVPE过程，InN选择性地通过HSQ层中形成的开口施加在n-GaN上。InN从S12掩膜中作为椎体54生长。该椎体与ρ掺杂的GaN 55形状相似地(konformal)生长。在此，在ρ掺杂的GaN、未掺杂的InN和η掺杂的GaN之间构成LED的pin结(图5a)。
[0041]施加光致抗蚀剂层56并且以平版印刷方式这样结构化，使得椎体54/55的左边和右边分别形成其中暴露S1Jl 53的区域。在所述区域中通过以虚线箭头标示的氩离子蚀刻蚀刻掉S1Jl 53以及η-GaN层52的靠近表面的区域(图5b)。接着，施加金属钛/铝/镍/金，所述金属在制成合金之后在这些区域中构成触点57，所述触点连接η-GaN层和外界。剩余的金属通过光致抗蚀剂层56的剥离去除。施加另一个光致抗蚀剂层58并且在横向上这样结构化，使得暴露椎体54 (图5c)。
[0042]重新施加金属-在此是镍和金，所述金属包围椎体54/55。通过重新进行剥离去除沉积在光致抗蚀剂层58上的金属。保留金属触点59，通过该触点能够操控椎体54/55。当在触点57和触点59之间施加电压时，激活光子源。
[0043]图6示出以这种方式制造的单个光子源的电子显微镜拍摄图，所述单个光子源集成到高频结构中。部分图a到d示出了不同的放大级。触点59在此构造为金属舌状物59a、59b,所述金属舌状物覆盖仍然可见的、ρ-GaN涂敷的InN椎体54/55。这些舌状物中的每两个舌状物通入宏观的接触盘59c用来电连接椎体54/55和外界。触点57同时通入宏观的接触盘57a、57b用来连接η-GaN层和外界。如果在接触盘59c和57a之间施加电压，那么将激活金属舌状物59a上的源。
【主权项】
1.一种用于以光学方式将结构传输到记录介质中的方法，所述记录介质通过来自光子源的光子的照射能够局部地从第一未描画状态转变为第二已描画状态，其中所述记录介质的两种状态在所述记录介质的不同物理和/或化学特性中显现，其特征在于，选择至少一个具有少于每秒14个光子的光子流的光子源用于光子的照射。
2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述光子源在工作周期中运行，在所述工作周期中所述光子源发射在I至100之间的数量个光子。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，使所述光子源与所述记录介质的工作间隔是I ym或者更少。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述光子源和所述记录介质相对彼此移动。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，选择如下记录介质，所述记录介质在超过预先确定的阈值量个光子时才局部地从未描画状态转变到已描画状态。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，对于光子平版印刷选择光致抗蚀剂作为记录介质。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，选择由多个可单独操控的光子源构成的装置。
8.根据权利要求7中所述的方法，其特征在于，在光栅中设置光子源，所述光栅具有10nm或者更小、优选地50nm或者更小的光栅宽度。
9.根据权利要求7至8中任一项所述的方法，其特征在于，运行每个光子源i的频率和/或持续时间Xi确定为方程组的解，在所述方程组中，在所述记录介质上和/或所述记录介质中的每个位置k照射的光子量Dk表达为贡献d ik (Xi)的总和，其使每个光子源i承担该光子量Dk。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述方程组中，贡献dik(Xi)表达为Xi与从所述光子源i发射的单独光子到达所述记录介质上和/或所述记录介质中的位置k的概率Pik的乘积。
11.根据权利要求9至10中任一项所述的方法，其特征在于，由光子源构成的装置处于相对于所述记录介质的η个不同位置，并且Dk表达为贡献d ikp (xip)的总和，该总和使在位置P=I…η的每个光子源i承担该光子量Dk。
【专利摘要】在本发明的框架内开发一种用于以光学方式将结构传输到记录介质中的方法，所述记录介质通过来自光子源的光子的照射能够局部地从第一未描画状态转变为第二描画状态。在此，记录介质的两种状态在记录介质的不同物理和/或化学特性中显现。根据本发明，选择至少一个具有少于每秒104个光子的光子流的光子源用于光子照射。已认识到，有利的是，利用这样少量的光子流能够传输特别精细的结构到记录介质中，而无需通过掩膜部分地遮挡照射。以该方式能够利用给定的光子波长（能量）来传输结构，所述结构明显小于由衍射极限预先确定的、所发出光子撞击的位置的概率分布的宽度。
【IPC分类】G03F7-20
【公开号】CN104662477
【申请号】CN201380043823
【发明人】H.哈特德根, M.米库利茨
【申请人】于利奇研究中心有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年7月12日
【公告号】DE102012016178B3, EP2885677A2, US20150168840, WO2014026662A2, WO2014026662A3