[发明专利]一种硅酸铒晶体和硅纳米晶共镶嵌二氧化硅薄膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种硅酸铒晶体和硅纳米晶共镶嵌二氧化硅薄膜的制备方法，其特征在于，包括步骤：

（1）将p型硅片清洗后作为衬底加热至100℃以上；在真空下，以50~60 mL/min通入Ar和O₂的混合气体，利用射频磁控溅射对硅靶和铒靶进行反应共溅射，在预溅射至挡板至少20min后再开始在衬底上溅射沉积薄膜；

所述混合气体中O₂体积百分含量不大于1%；

在通入Ar和O₂的混合气体前，先抽真空至真空度不大于2×10^-3 Pa；

溅射时，硅靶功率为50~190瓦，铒靶功率为5~100瓦，溅射腔室的压强为0.1~10 Pa，在衬底上溅射沉积薄膜的时间为15~60 min；

（2）惰性气氛下，对步骤（1）得到的薄膜进行1050~1300℃热处理0.5~2 h，自然降温即得所述的硅酸铒晶体和硅纳米晶共镶嵌二氧化硅薄膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述混合气体中O₂体积百分含量不大于0.5%。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法制备得到的硅酸铒晶体和硅纳米晶共镶嵌二氧化硅薄膜。

4.根据权利要求3所述的硅酸铒晶体和硅纳米晶共镶嵌二氧化硅薄膜在制备发光二极管中的应用。

5.一种低开启电压高效率红外发光二极管的制备方法，其特征在于，包括步骤：

（I）在真空下将权利要求3所述的硅酸铒晶体和硅纳米晶共镶嵌二氧化硅薄膜加热至100℃以上，通入保护气体，利用直流溅射对金靶进行溅射，在p型硅一侧沉积金属电极；

（II）在真空下，通入保护气体，将步骤（I）沉积金属电极后的薄膜加热至100℃以上，利用直流溅射对氧化铟锡靶进行溅射，在硅酸铒晶体和硅纳米晶共镶嵌二氧化硅薄膜一侧沉积薄膜，即得到所述的低开启电压高效率红外发光二极管。

6. 根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（I）中，所述保护气体为Ar，通入Ar前，先抽真空至真空度不大于2×10^-3 Pa，溅射时压强为1~10 Pa；

步骤（II）中，所述保护气体为Ar，通入Ar前，先抽真空至真空度不大于2×10^-3 Pa，溅射时压强为0.1~1 Pa。

7. 根据权利要求5或6所述的制备方法制备得到的低开启电压高效率红外发光二极管，其特征在于，开启电压不高于20 V。