專利名稱：ZnO基量子阱發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ニ極管領(lǐng)域，具體涉及ー種ZnO基發(fā)光二極管。
背景技術(shù)：
ZnO是ー種新型寬禁帶半導(dǎo)體材料，室溫禁帶寬度為3. 37eV。ZnO的激子束縛能高達(dá)60meV,是GaN的(25meV)的兩倍,也高于室溫?zé)崮?26meV),能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的室溫激子復(fù)合，降低受激輻射的閾值，在高效率大功率白光照明LED領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。同吋，ZnO還具有熱穩(wěn)定性好、外延生長溫度低、同質(zhì)外延襯底可得、抗輻射能力強(qiáng)、來源豐富、成本低廉、無毒無污染等優(yōu)點，符合國家節(jié)能環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，是綠色環(huán)保的短波長發(fā)光材料。日本東北大學(xué)于2005年首先采用高低溫調(diào)節(jié)實現(xiàn)ZnO同質(zhì)結(jié)電致發(fā)光LED。浙江大學(xué)也于當(dāng)年用MOCVD技術(shù)制備出ZnO-LED原型器件，實現(xiàn)了室溫電致發(fā)光。但到目前為止，已 報道的ZnO基LED發(fā)光效率都很低，亮度也很弱。要使器件走向?qū)嵱没?，必須?yōu)化LED結(jié)構(gòu)設(shè)計。實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是提供ー種ZnO基量子阱發(fā)光二極管，解決以往的輸送帯，就是單純的若干個電機(jī)帶動的平行輥子排列，其外套裝皮帶而成，沒有防止滑動的措施，由于玻璃表面是相當(dāng)光滑，因此在輸送過程中，可能會出現(xiàn)滑動，造成玻璃掉出輸送線的事故的問題。本實用新型采用的技術(shù)方案為ZnO基量子阱發(fā)光二極管ニ極管結(jié)構(gòu)為采用多量子阱層的垂直結(jié)構(gòu)；具有n-ZnO(0001)單晶襯底，在n_ZnO(0001)單晶襯底上自下而上依次沉積有ZnO同質(zhì)緩沖層、多層ZrvxYxCVZnO量子阱結(jié)構(gòu)、p型ZnO層，襯底背面和頂層p型ZnO層表面分別鍍有歐姆接觸電極。所述多層ZrvxYxCVZnO量子阱結(jié)構(gòu)是由I 20周期的ZrvxYxO和ZnO交替形成，其X值為0 0. 4，Y元素采用S、Se或者Te。所述ZnO同質(zhì)緩沖層為本征ZnO薄膜。所述p型ZnO層為Na摻雜ZnO薄膜，其中Na摻雜含量為0. 01 3%。ニ極管整體發(fā)射紫外光。所采用的襯底材料為n-ZnO(0001)單晶。所述歐姆接觸電極，在襯底背面使用電子束沉積法鍍有n型接觸層電極，在頂層p型ZnO層表面使用電子束沉積法鍍有p型接觸層電極；n型接觸層電極為Ti/Au電極，p型接觸層電極為Ni/Au電極。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于本實用新型通過采用采用多量子阱層的垂直結(jié)構(gòu)，可以提高LED的發(fā)光效率。


附圖I為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
[0020]
以下結(jié)合附圖，通過實施例對本實用新型作進(jìn)ー步詳細(xì)說明ZnO基量子阱發(fā)光二極管ニ極管結(jié)構(gòu)為采用多量子阱層的垂直結(jié)構(gòu)；具有n-ZnO (0001)單晶襯底1，在n_ZnO (0001)單晶襯底I上自下而上依次沉積有ZnO同質(zhì)緩沖層2、多層ZrvxYxCVZnO量子阱結(jié)構(gòu)3、p型ZnO層4，襯底背面和頂層p型ZnO層表面分別鍍有歐姆接觸電極。多層ZrvxYxCVZnO量子阱結(jié)構(gòu)3是由I 20周期的ZrvxYxO和ZnO交替形成，其X值為0 0.4，Y元素采用S、Se或者Te。ZnO同質(zhì)緩沖層2為本征ZnO薄膜。p型ZnO層4為Na摻雜ZnO薄膜，其中Na摻雜含量為0. 01 3%。ニ極管整體發(fā)射紫外光。所采用的襯底材料為n-ZnO(0001)單晶。歐姆接觸電極，在襯底背面使用電子束沉積法鍍有n型接觸層電極6，在頂層p型ZnO層表面使用電子束沉積法鍍有P型接觸層電極5 ；n型接觸層電極6為Ti/Au電極，p型接觸層電極5為Ni/Au電極。以脈沖激光沉積方法制備新型ZnO基量子阱發(fā)光二極管為例，取清洗過的
n-ZnO(OOOl)單晶作為襯底。設(shè)定激光參數(shù)為250 350 mj、3 10Hz，襯底與靶材間距4. 5 5. 5 cm。在沉積之前先將系統(tǒng)真空度抽至I. 0 X 10_4 I. 0 X 10_3，然后將襯底升至300 500 °C,氧壓調(diào)至0. I 5Pa,在此條件下沉積ー層約100 nm的ZnO緩沖層。保持相同的生長條件，沉積I 20個周期的Zna9SaiCVZnO多量子阱結(jié)構(gòu)，其中Zna9Sa W層厚度為5 15 nm, ZnO層厚度為3 8nm。然后把氧壓調(diào)至10 50Pa,沉積一層300 IOOOnm的P型Na摻雜ZnO層。最后用電子束蒸發(fā)在ZnO單晶背面鍍上Ti/Au電極，在頂層p型ZnO層表面分別鍍上Ni/Au電極。上述實施例僅為本實用新型的較佳的實施方式，除此之外，本實用新型還可以有其他實現(xiàn)方式。需要說明的是，在沒有脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，任何顯而易見的改進(jìn)和修飾均應(yīng)落入本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.ZnO基量子阱發(fā)光二極管，其特征在于二極管結(jié)構(gòu)為采用多量子阱層的垂直結(jié)構(gòu)；具有n-ZnO(OOOl)單晶襯底，在n_ZnO(0001)單晶襯底上自下而上依次沉積有ZnO同質(zhì)緩沖層、多層ZrvxYxCVZnO量子阱結(jié)構(gòu)、p型ZnO層，襯底背面和頂層p型ZnO層表面分別鍍有歐姆接觸電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于所述多層ZrvxYxCVZnO量子阱結(jié)構(gòu)是由I 20周期的ZrvxYxO和ZnO交替形成，其X值為0 0. 4，Y元素采用S、Se或者Te。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于所述ZnO同質(zhì)緩沖層為本征ZnO薄膜。
4.權(quán)利要求I所述的新型ZnO基量子阱發(fā)光二極管，其特征在于二極管整體發(fā)射紫外光。
5.權(quán)利要求I所述的新型ZnO基量子阱發(fā)光二極管，其特征在于所采用的襯底材料% n-ZnO(0001)單晶。
6.權(quán)利要求I所述的新型ZnO基量子阱發(fā)光二極管，其特征在于所述歐姆接觸電極，在襯底背面使用電子束沉積法鍍有n型接觸層電極，在頂層p型ZnO層表面使用電子束沉積法鍍有P型接觸層電極；n型接觸層電極為Ti/Au電極，p型接觸層電極為Ni/Au電極。
專利摘要本實用新型涉及一種新型ZnO基量子阱發(fā)光二極管(LED)結(jié)構(gòu)，是采用了新型多量子阱(MQW)層的垂直結(jié)構(gòu)。所述發(fā)光二極管采用脈沖激光沉積法在n-ZnO(0001)單晶襯底上依次沉積ZnO同質(zhì)緩沖層、新型多層Zn1-xYxO/ZnO量子阱結(jié)構(gòu)、p型ZnO層，然后用電子束沉積法在ZnO單晶背面和頂層p型ZnO層表面分別鍍上歐姆接觸電極。其中ZnO同質(zhì)緩沖層為本征ZnO薄膜，新型多層Zn1-xYxO/ZnO量子阱結(jié)構(gòu)是由1～20周期的Zn1-xYxO和ZnO交替形成，其中Y元素采用S、Se或者Te，x值為0<x<0.4，p型ZnO層為Na摻雜ZnO薄膜，其中Na摻雜含量為0.01～3%。本實用新型的優(yōu)點是采用新型多量子阱層可以提高LED的發(fā)光效率。
文檔編號H01L33/06GK202549912SQ20112045884
公開日2012年11月21日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者朱麗萍 申請人:安徽康藍(lán)光電股份有限公司