[发明专利]ZnO基透明电极发光二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种ZnO基透明电极发光二极管，其特征在于包括：

——蓝宝石衬底(1)；

——缓冲层(2)设置于所述的蓝宝石衬底(1)上；

——n型GaN层(3)设置于所述的缓冲层(2)上；

——n型AlGaN层(4)设置于所述的n型GaN层(3)上；

——量子阱(5)设置于所述的n型AlGaN层(4)上；

——p型AlGaN层(6)设置于所述的量子阱(5)上；

——p型GaN层(7)设置于所述的p型AlGaN层(6)上；

——n型GaN薄层(8)设置于所述的p型GaN层(7)上；

——ZnO基电流扩展层(9)设置于所述的n型GaN薄层(8)上；

——电极金属(12)设置于所述的n型GaN层(3)的台阶上和所述的ZnO基电流扩展层(9)上；

——钝化层(13)覆盖于所述的n型GaN层(3)台阶上除电极金属(12)之外的区域和所述的ZnO基电流扩展层(9)上。

2.根据权利要求1所述的ZnO基透明电极发光二极管，其特征在于所述的n型GaN薄层(8)的厚度为1~20nm，电阻率为10^-4~10^-3Ω·cm。

3.根据权利要求1所述的ZnO基透明电极发光二极管，其特征在于所述的ZnO基电流扩展层(9)为B、Al、Ga或In掺杂的ZnO薄膜，厚度为100~400nm，电阻率为10^-4~10^-3Ω·cm。

4.制备如权利1要求所述的ZnO基透明电极发光二极管的方法，包括如下步骤：

1) 采用金属有机化学气相沉积法在蓝宝石衬底(1)上依次逐层生长缓冲层(2)、n型GaN层(3)、n型AlGaN层(4)，量子阱(5)、p型AlGaN层(6)、p型GaN层(7)、n型GaN薄层(8)，得到外延片；

2) 对外延片进行清洗；

3) 在外延片上沉积ZnO基电流扩展层(9)；

4) 退火处理；

5) 对ZnO基电流扩展层(9)实施光刻，形成ZnO薄膜覆盖的p电极区域(10)；

6) 在n型GaN层(3)上刻蚀台阶(11)；

7)在ZnO基电流扩展层(9)和n型GaN层(3)的台阶上依次沉积电极金属(12)和钝化层(13)，所述的钝化层(13)覆盖在电极金属(12)之上；

 8) 刻蚀露出电极金属(12)，制得ZnO基透明电极发光二极管。

5.根据权利要求4所述的ZnO基透明电极发光二极管的制备方法，其特征在于所述的n型GaN薄层(8)的厚度为1~20nm，电阻率为10^-4~10^-3Ω·cm。

6.根据权利要求4所述的ZnO基透明电极发光二极管的制备方法，其特征在于所述的ZnO基电流扩展层(9) 为B、Al、Ga或In掺杂的ZnO薄膜，厚度为100~400nm，电阻率为10^-4~10^-3Ω·cm。

7.根据权利要求4所述的ZnO基透明电极发光二极管的制备方法，其特征在于所述的步骤3)中沉积ZnO基电流扩展层(9)的方法为电子束蒸发、磁控溅射或脉冲激光沉积。

8.根据权利要求4所述的ZnO基透明电极发光二极管的制备方法，其特征在于所述的步骤4)中退火处理的气氛为真空、氩气或氮气，退火温度为500~900℃，退火时间为1~40分钟。

9.根据权利要求4所述的ZnO基透明电极发光二极管的制备方法，其特征在于所述的步骤5)中的光刻腐蚀液为盐酸、硝酸、硫酸、氨水、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

10.根据权利要求4所述的ZnO基透明电极发光二极管的制备方法，其特征在于所述的步骤6)中刻蚀方法为电感耦合等离子体刻蚀或反应离子刻蚀；所述的步骤7)中沉积电极金属的方法为电子束蒸发或热蒸发。