[发明专利]一种Mg-Na共掺的ZnO基发光二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种Mg-Na共掺的ZnO基发光二极管，它包括p型层、n型层和电极，其特征是：所述p型层为Mg-Na共掺的ZnO薄膜，所述n型层为n型ZnO单晶衬底。

2.根据权利要求1所述的一种Mg-Na共掺的ZnO基发光二极管，其特征是：所述p型层中Mg的摩尔百分含量是5-20％，所述p型层中Na的摩尔百分含量是0.1-1％。

3.根据权利要求1所述的一种Mg-Na共掺的ZnO基发光二极管，其特征是：所述n型ZnO单晶衬底是晶体取向为(0001)的n型ZnO单晶。

4.根据权利要求1所述的一种Mg-Na共掺的ZnO基发光二极管，其特征是：所述p型层电极为Ni/Au电极，所述n型层电极为Ti/Au电极。

5.一种制备权利要求1的Mg-Na共掺的ZnO基发光二极管的方法，其特征是包括以下步骤：

(1)称量纯ZnO、MgO和Na₂CO₃粉末，其中Mg的摩尔百分含量为5-20％，Na的摩尔百分含量为0.1-1％，将上述粉末球磨混合均匀、压制成型，然后在1000～1300℃温度下烧结，制得Mg-Na共掺的ZnO陶瓷靶；

(2)将制得的ZnO陶瓷靶和n-ZnO单晶衬底放入脉冲激光沉积装置生长室中，保持靶材与衬底之间的距离为4～6cm，生长室真空度抽至10^-3Pa以下，衬底加热升温到350-700℃，生长室通入O₂气体，控制压强为30-50Pa，开启激光器，频率为5Hz，让激光束聚焦到靶面烧蚀靶材，在衬底上沉积Mg-Na共掺的p型ZnO层；

(3)将以上得到的原型器件在压强为30-50Pa的氧气气氛下冷却至室温；然后用磁控溅射分别在n型ZnO层沉积电极，在p型ZnO层沉积电极。

6.根据权利要求5所述的Mg-Na共掺的ZnO基发光二极管的制备方法，其特征是：所述n型ZnO单晶衬底是晶体取向为(0001)的n型ZnO单晶。

7.根据权利要求5所述的Mg-Na共掺的ZnO基发光二极管的制备方法，其特征是：所述n型ZnO层沉积电极为Ti/Au电极，所述p型ZnO层沉积电极为Ni/Au电极。

8.根据权利要求5所述的Mg-Na共掺的ZnO基发光二极管的制备方法，其特征是：所述n型ZnO层电极和p型ZnO层电极在沉积后经过快速退火。