[发明专利]III族氮化物半导体/量子点混合白光LED器件及其制备方法

摘要

本发明公开了一种III族氮化物半导体/量子点混合白光LED器件，所述白光LED器件在p型电极和n型电极外的区域设有有序的纳米孔阵列，纳米孔阵列的深度从器件表面穿过量子阱有源层，直至n型氮化物层内部，所述纳米孔阵列内填充有II‑VI族量子点。还公开了其制备方法。该类器件利用铟镓氮(InGaN)量子阱与II‑VI量子点中激子间的非辐射复合能量转移，提高器件发光效率；通过改变填充量子点的种类和配比，以调节发光波长与强度，能够实现超高显色指数的氮化物/量子点混合结构的白光LED器件。

主权项

一种白光LED器件的制备方法，其步骤包括：1)在发光波长430～480nm的InGaN/GaN量子阱LED基片上蒸镀一层ITO层；2)在ITO层表面生长一层绝缘层，在绝缘层表面生长一层金属膜层，将SU8胶和紫外固化胶依次旋涂在金属膜层表面，绝缘层采用具有高介电常数的致密绝缘材料，金属膜层采用的金属与p型GaN的金‑半接触的功函数匹配；3)利用UV‑NIL技术，使用软模板在紫外固化胶上形成全面积的有序纳米孔阵列；4)利用RIE技术，通入CHF3和O2的混合气体刻蚀紫外固化胶的残余层，然后以紫外固化胶为掩膜，利用RIE技术，通入O2对SU8层进行刻蚀，将纳米孔阵列结构转移至SU8层；5)采用ICP技术，通入Ar气刻蚀金属膜层，将纳米孔阵列结构转移至金属膜层，去除金属膜层纳米孔阵列表面表面的SU8胶；6)采用光刻技术在器件表面做出标准的LED器件单元，去掉光刻胶以外的区域的金属膜层，然后去掉光刻胶；7)光刻，在器件表面作出p型电极区域，采用RIE技术，通入CF4和O2的混合气体刻蚀绝缘层，使金属膜层的纳米孔阵列转移至绝缘层，去除光刻胶；8)采用ICP技术，通入Cl2和Ar的混合气体刻蚀ITO层，将纳米孔阵列结构从绝缘介质层转移至ITO层；9)采用ICP技术，通入Cl2和Ar的混合气体，各向异性刻蚀p型氮化镓层、量子阱有源层、n型氮化镓层，形成贯穿ITO层、p型氮化镓层、量子阱有源层，深至n型氮化镓层的纳米孔阵列，将样品放置在无机酸、碱溶液水浴去除刻蚀损伤，然后去除残余的绝缘层；10)采用光刻技术，蒸镀p型电极和n型电极；11)配比一定浓度的II‑VI族量子点，旋涂在器件表面；其中所述白光LED器件在p型电极和n型电极外的区域设有有序的纳米孔阵列，纳米孔阵列的深度从器件表面穿过量子阱有源层，直至n型氮化物层内部，所述纳米孔阵列内填充有II‑VI族量子点。