[发明专利]一种量子阱耦合增强型ZnO基发光二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种量子阱耦合增强型ZnO基发光二极管，其特征在于，从下往上依次包括衬底层、缓冲层、n型ZnO层、CdxZn1-xO/ZnO多量子阱层、p型ZnO层，还包括在p型ZnO层和n型ZnO层上的金属接触电极；其中多量子阱层中阱层由具有Cd组份周期锯齿状变化的CdxZn1-xO组成，垒层由ZnO组成。

2.根据权利要求1所述的量子阱耦合增强型ZnO基发光二极管，其特征在于，所述多量子阱对数为3～15对。

3.根据权利要求1所述的量子阱耦合增强型ZnO基发光二极管，其特征在于，所述衬底层为蓝宝石、单晶硅、单晶氮化镓、单晶氧化锌、单晶碳化硅或单晶砷化镓等。

4.根据权利要求1所述的量子阱耦合增强型ZnO基发光二极管，其特征在于，所述缓冲层是Mg、MgO、ZnO或CdxZn1-xO中的一种或多种材料复合组成。

5. 根据权利要求1所述的量子阱耦合增强型ZnO基发光二极管，其特征在于，所述n型ZnO层通过掺Al或Ga实现，载流子浓度控制在1016 cm-3～1020 cm-3之间，厚度为50 nm～5 μm；所述p型ZnO层通过掺N、P或As实现，载流子浓度控制在1016 cm-3～1019 cm-3之间，厚度为50 nm～500 nm。

6.根据权利要求1所述的量子阱耦合增强型ZnO基发光二极管，其特征在于，所述金属接触电极为钛、铂、金、银和/或铝中的一种或几种单层金属或金属复合层。

7. 根据权利要求6所述的量子阱耦合增强型ZnO基发光二极管，其特征在于，所述单层金属或金属复合层的厚度为30 nm～500 nm，然后在其上再蒸镀一层10 nm～500 nm厚的金层。

8.权利要求1～7任一所述量子阱耦合增强型ZnO基发光二极管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.在衬底层上生长缓冲层；

S2.在缓冲层上生长n型ZnO层，掺杂元素为Al或Ga；

S3.在n型ZnO层上生长CdxZn1-xO/ZnO多量子阱层；

S4.在多量子阱层上生长p型ZnO层，掺杂元素为N、P或As；

S5.将步骤S4得到产物的表面清洗干净，然后用光学掩膜的方法在表面做图案，把需要刻蚀的部分裸露出来，不需要刻蚀的部分则用光刻胶覆盖；

S6.采用标准ICP刻蚀的方法把裸露部分的p型ZnO层和多量子阱层刻蚀掉，使部分n型ZnO层裸露出来；

S7.再次把刻蚀完的样品清洗干净，然后进行光刻掩膜，再在上面镀上金属接触电极。

9.干净权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，当衬底层为Si衬底时，需要在生长前先将衬底表面清洗干净；清洗步骤为：依次在硫酸和双氧水中清洗、氢氟酸中清洗、在氨水和双氧水中清洗、在氢氟酸中清洗、在盐酸中清洗、用去离子水冲干净。

10. 干净权利要求9所述的制备方法，其特征在于，Si衬底的清洗步骤为：依次在硫酸和双氧水中清洗1 min～5 min、氢氟酸中清洗1 min～ 3 min、在氨水和双氧水中清洗3min～15 min、在氢氟酸中清洗1 min～ 3 min、在盐酸中清洗3 min～15 min、用去离子水冲干净，用氮气枪吹干。