[发明专利]硅基MOS薄膜发光器件及其制备方法和全光谱薄膜发光器件

说明书

本发明公开了一种硅基MOS薄膜发光器件及其制备方法和全光谱薄膜发光器件，属于薄膜发光器件领域。包括硅基及设置在硅基表面的凸起结构；所述凸起结构为三角棱型、不规则山丘型、嵌套金字塔型、米字金字塔型、四方体金字塔型和四棱锥金字塔型中的一种或几种；凸起结构在硅基表面的分布密度、底部尺寸及高度可调。本发明通过利用各向异性碱性溶液湿法腐蚀的方法，在硅基表面制备出不同形貌、密度、底部尺寸和/或高度的凸起。本发明通过利用这种具有凸起结构的硅基，使得基于MOS结构击穿形成导电通道发光的全光谱薄膜发光器件的发光强度增大，器件的发光效率提高。

技术领域

本发明属于薄膜发光器件领域，具体涉及一种硅基MOS薄膜发光器件及其制备方法和全光谱薄膜发光器件。

背景技术

传统的发光二极管(LED,Light Emitting Diode)和有机发光二极管(OLED,Organic Light Emitting Diode)均难以直接发出白光，虽然目前市场上可用于发光的材料种类繁多，发光器件及发光原理也各不相同，但是不经过紫外及蓝光激发或者三基色混色、能够直接发出优良白光的器件和材料少之又少，而且常规的LED和OLED产生白光的方法存在成本高，制备工艺繁琐，与集成电路(IC,Integrated Circuit)工艺不兼容，会造成环境污染等问题。

目前，有关LED和OLED的大多数关键技术和专利均为欧美、日本等工业发达国家所掌握，严重制约国内相关显示和照明等领域的发展。一种基于氧化铪(HfO_x)薄膜的、金属氧化物半导体(MOS,Metal Oxide Semiconductor)结构的发光器件可在300nm-1100nm的范围内发射连续光谱，并且具有器件结构简单，显色指数(CRI)高，制备工艺和IC兼容，可在大气中直接发光，寿命长等优点，是一种可代替传统白光LED的新型器件。

全光谱薄膜发光器件的发光机理是，MOS结构被击穿之后形成导电通道的热致激发发光。目前，现有结构的全光谱薄膜发光器件导电通道数目少，发光强度低，发光效率低。因此，全光谱薄膜发光器件迫切需要采用改进其结构、材料等措施来提高其发光效率。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种硅基MOS薄膜发光器件及其制备方法和全光谱薄膜发光器件，该器件结构使得硅基上制备的器件导电通道数目明显增多，发光强度增大，器件的发光效率得到显著的提高。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开的一种硅基MOS薄膜发光器件，包括硅基及设置在硅基表面的凸起结构；所述凸起结构为不规则山丘型、嵌套金字塔型、米字金字塔型、四方体金字塔型和四棱锥金字塔型中的一种或几种；凸起结构在硅基表面的分布密度、底部尺寸及高度可调。

优选地，所述硅基采用晶向100的p型硅片。

优选地，硅基表面的凸起结构的密度为10²个/mm²～10¹⁴个/mm²。

优选地，硅基表面的凸起结构的底部尺寸为1nm～200μm。

优选地，硅基表面的凸起结构的高度为1nm～10μm。

本发明还公开了上述的硅基MOS薄膜发光器件的制备方法，采用湿法腐蚀法在硅基表面进行腐蚀处理，制备凸起结构；所用腐蚀溶液为各向异性碱性溶液。

优选地，所述各向异性碱性溶液为单一碱性腐蚀溶液，采用KOH、NaOH、NH₄OH、Na₂CO₃、Na₃PO₄、、TMAH、N₂H₄或EPW，且单一碱性腐蚀溶液的浓度为0.1％～30％。