[发明专利]提高氮化硅基薄膜发光二极管发光效率的器件及制备方法

权利要求书

1.提高氮化硅基薄膜发光二极管发光效率的器件，包括金属电极、p-Si空穴注入层、SiN_x发光有源层和AZO薄膜，其特征在于，在所述p-Si空穴注入层与SiN_x发光有源层之间还有一层超薄纳米晶体硅层作为空穴阻挡层。

2.根据权利要求1所述的提高氮化硅基薄膜发光二极管发光效率的器件，其特征在于，所述超薄纳米晶体硅层的厚度为5nm-25nm。

3.根据权利要求1或2所述的提高氮化硅基薄膜发光二极管发光效率的器件，其特征在于，所述SiN_x发光有源层中镶嵌有硅量子点，硅量子点尺寸2-5nm。

4.制备如权利要求1所述提高氮化硅基薄膜发光二极管发光效率的器件的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)利用平行板电容型射频等离子体增强化学气相沉积方法，通入SiH₄和H₂气体，在p-Si衬底上淀积超薄非晶硅薄膜，即a-Si:H薄膜；

b)形成非晶硅薄膜后，通入SiH₄、NH₃和H₂气体，在a-Si:H薄膜上，淀积氮化硅薄膜，即a-Si:H/SiN_x:H薄膜；

c)取出形成a-Si:H/SiN_x:H薄膜的p-Si衬底，放入退火炉内，升温至450±20℃，保温60±5分钟，完成脱氢退火；

d)在N₂气氛保护下，升温至1100±20℃，保温60±5分钟，完成稳态高温退火，得到超薄纳米硅层/氮化硅薄膜；

e)利用热蒸发方法在氮化硅薄膜表面蒸镀AZO薄膜,其厚度为200±50nm，同时，在p-Si衬底底部蒸镀金属膜，形成电极。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中，温度控制在250±10℃，SiH₄流量控制在1.5±0.5sccm,H₂流量控制在10±5sccm，气压控制在60±5Pa，淀积时间控制在200±125秒。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)中，温度控制在250±10℃，SiH₄流量控制在5±3sccm,NH₃流量控制在25±10sccm，H₂流量控制在80±20sccm，气压控制在60±5Pa，淀积时间控制在400±50秒。

7.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤d)中，超薄纳米硅层的厚度为5nm-25nm。

8.根据权利要求4或6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤d)中，形成的氮化硅薄膜为镶嵌硅量子点的氮化硅薄膜。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤e)中，金属膜为Al膜，其厚度为600±100nm。