[发明专利]增强ZnO基发光二极管紫光电致发光性能的方法

权利要求书

1.一种增强ZnO基发光二极管紫光电致发光性能的方法，其特征在于，该方法是在ZnO/AlN界面插入一层Ag纳米颗粒，通过Ag局域态表面等离激元与器件的电致发光相互耦合，提高ZnO基发光二极管紫光电致发光性能。

2.根据权利要求1所述的增强ZnO基发光二极管紫光电致发光性能的方法，其特征在于，所述在ZnO/AlN界面插入一层Ag纳米颗粒是通过反浸润法实现的。

3.根据权利要求2所述的增强ZnO基发光二极管紫光电致发光性能的方法，其特征在于，所述通过反浸润法在ZnO/AlN界面插入一层Ag纳米颗粒，包括：

首先利用射频磁控溅射装置在p-GaN衬底上高温生长AlN薄膜，接着送入离子束辅助沉积系统中在AlN薄膜上沉积一层Ag薄膜，然后送入射频磁控溅射系统中进行真空热退火，形成Ag纳米颗粒。

4.根据权利要求3所述的增强ZnO基发光二极管紫光电致发光性能的方法，其特征在于，所述在AlN薄膜上沉积一层Ag薄膜的步骤中，使用主离子源，采用Ar⁺离子轰击Ag靶，离子束辅助沉积系统屏极电压为500-1500V，离子束流为5-50mA，沉积Ag薄膜时的衬底温度为室温，Ar气体流量为3-10sccm(标况毫升每分钟)，Ag薄膜沉积时间为50-500s，Ag薄膜初始厚度为5-50nm。

5.根据权利要求3所述的增强ZnO基发光二极管紫光电致发光性能的方法，其特征在于，所述p-GaN衬底，其空穴浓度为10¹⁷-10¹⁸/cm³，空穴迁移率为10-80cm²/V·s。

6.根据权利要求3所述的增强ZnO基发光二极管紫光电致发光性能的方法，其特征在于，所述在p-GaN衬底上高温生长AlN薄膜，AlN薄膜的生长温度为400-1000℃，工作气体为体积比为1∶1的Ar和N₂的混合气体，生长室内压强为1.0Pa，生长功率为80W，沉积时间为5-12min，AlN薄膜的厚度为5～50nm。

7.根据权利要求3所述的增强ZnO基发光二极管紫光电致发光性能的方法，其特征在于，所述进行真空热退火的步骤中，退火前背景真空为1.0×10^-5Pa，退火温度为100-900℃，退火时间为10-60min。

8.根据权利要求3所述的增强ZnO基发光二极管紫光电致发光性能的方法，其特征在于，所述形成Ag纳米颗粒之后，还包括：

利用射频磁控溅射装置在形成的Ag纳米颗粒之上生长n-ZnO薄膜，以覆盖生成的Ag纳米颗粒；

采用湿法腐蚀，将p-GaN衬底上的AlN薄膜、Ag薄膜和n-ZnO薄膜的一侧腐蚀掉，露出p-GaN衬底，形成台面；

在剩余的n-ZnO薄膜上制作电极TiAu合金，在形成的台面上制作电极NiAu合金。