[发明专利]一种ZnO/InGaN异质结发光二极管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种ZnO/InGaN异质结发光二极管及其制备方法，该发光二极管包括p‑InGaN衬底、ZnO:Ga微米线，p‑InGaN衬底上制备有合金薄膜电极，ZnO:Ga微米线紧贴在p‑InGaN衬底上，且不接触合金薄膜电极，ZnO:Ga微米线与p‑InGaN衬底构成n‑ZnO:Ga/p‑InGaN异质结构，ZnO:Ga微米线远离合金薄膜电极的一端附着有Ag薄膜电极；该发光二极管的制备方法包括以下步骤：(S1)在p‑InGaN衬底上沉积合金薄膜电极；(S2)在n‑ZnO:Ga微米线一端的侧面上沉积Ag薄膜电极；(S3)将镀有Ag薄膜电极的单根n‑ZnO:Ga微米线的面向上紧贴在p‑InGaN衬底上，确保n‑ZnO:Ga微米线不和合金薄膜电极接触，即得到ZnO/InGaN异质结发光二极管。该发光二极管能够发出高效率高强度的黄绿光。

技术领域

本发明涉及一种发光二极管及其制备方法，更具体地，涉及一种ZnO/InGaN异质结发光二极管及其制备方法。

背景技术

目前LED产业发展迅速，全色系LED产品均得到广泛应用，然而现存的波长为530nm-570nm绿光波段LED存在着发光效率低下的问题，也就是“Green Gap”现象，该波段的缺失对高显色指数白光LED的实现、全彩显示等都造成了很大影响。InGaN材料体系以其大范围连续可调的禁带宽度、高的能量转换效率、超长理论使用寿命等优越性，被大量应用于蓝光、绿光以及白光LED中。时至今日，InGaN广泛存在于信号指示灯、景观照明、屏下显示等领域。但是In组分增加会导致量子限制Stark效应增强，同时导致InGaN晶体质量变差，使得制备高效率高亮度InGaN绿光LED极其困难。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种具有高效率高亮度、发光稳定的ZnO/InGaN异质结发光二极管，本发明的另一目的是提供该二极管的制备方法。

技术方案：本发明所述一种ZnO/InGaN异质结发光二极管，包括p-InGaN衬底、ZnO:Ga微米线，p-InGaN衬底上制备有合金薄膜电极，ZnO:Ga微米线紧贴在p-InGaN衬底上，且不接触合金薄膜电极，ZnO:Ga微米线与p-InGaN衬底构成n-ZnO:Ga/p-InGaN异质结构，ZnO:Ga微米线远离合金薄膜电极的一端附着有Ag薄膜电极。

其中，合金薄膜电极占p-InGaN衬底面积的1/5～1/4，合金薄膜电极为Ni/Au电极，厚度为40～50nm，合金薄膜电极上粘附有金属颗粒电极，金属颗粒电极为In电极，能够防止探针划伤合金薄膜电极；p-InGaN衬底厚度为635～665μm，空穴浓度为10¹⁷～10¹⁹个/cm³，n-ZnO:Ga微米线的电子浓度为10¹⁷～10¹⁹个/cm³，电子迁移率为5～100cm²/V·s，Ag薄膜电极厚度为30～40nm。

本发明所述的ZnO/InGaN异质结发光二极管的制备方法包括以下步骤：

(S1)利用电子束蒸镀法在p-InGaN衬底上沉积合金薄膜电极；

(S2)利用电子束蒸镀法在n-ZnO:Ga微米线一端的侧面上沉积Ag薄膜电极；

(S3)将镀有Ag薄膜电极的单根n-ZnO:Ga微米线的面向上紧贴在p-InGaN衬底上，确保金属Ag不与p-InGaN衬底表面接触，n-ZnO:Ga微米线也不和合金薄膜电极接触，即得到ZnO/InGaN异质结发光二极管。

其中，步骤S3中，在合金薄膜电极上再按压一个金属颗粒电极。

有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：1、实现了黄绿光的发光，发光中心波长为545nm，且半高宽仅为40nm；2、黄绿光输出效率增加数倍，发光稳定，强度大，其对工作电流的依赖性大大降低，在更高的电流密度下表现出更好的性能；3、ZnO/InGaN异质结发光二极管为一维发光器件，器件尺寸大大缩小。