Iii族氮化物半导体/量子点混合白光led器件及其制备方法_2

文档序号:8545320阅读:来源:国知局
]图15为实施例1中高显色指数的混合白光LED的电致发光谱。
[0053]图16为实施例2中高显色指数的混合白光LED的电致发光谱。
[0054]图17为实施例3中高显色指数的混合白光LED的电致发光谱。
[0055]图18为实施例4中高显色指数的混合白光LED的电致发光谱。
[0056]图19为实施例5中高显色指数的混合白光LED的电致发光谱。
[0057]图20为实施例6中高显色指数的混合白光LED的电致发光谱。
[0058]图21为实施例7中高显色指数的混合白光LED的电致发光谱。
[0059]图22为实施例8中高显色指数的混合白光LED的电致发光谱。
[0060]图23为高显色指数的混合白光LED的色坐标图。
[0061]其中I代表蓝宝石衬底,2代表η型GaN层,3代表量子阱有源层,4代表P型GaN层,5代表ITO层,6代表绝缘层,7代表金属膜层,8代表SU8胶,9代表紫外固化胶,10代表P型电极,11代表η型电极,12代表纳米孔,13代表量子点。
[0062]下面结合附图对本发明的实施方式作进一步阐述。
【具体实施方式】
[0063]实施例1
[0064]如图1-11所示,本白光LED器件的制备方法,其步骤包括:
[0065]I)选择X为0.12,发光波长为430nm,量子阱的周期数为10,p型GaN的厚度300nm的InGaN/GaN量子阱LED基片,在其上利用电子束蒸发技术蒸镀一层ITO层,厚度为lOOnm,接着将样品在快速退火炉(RTA)进行高温退火,退火温度450°C,时间2min ;
[0066]2)采用等离子体增强化学汽相沉积法在ITO层表面生长一层S1jl,厚度为30nm,采用物理汽相沉积法在3;102层表面生长一层Ni金属膜层,厚度为10nm,将200nm厚的SU8胶和30nm厚的紫外固化胶依次旋涂在Ni金属膜层表面;
[0067]3)利用UV-NIL技术,将事先制备好并做过防粘处理的软模板与器件紫外固化胶层表面紧密接触,在紫外灯下充分曝光使紫外固化胶固化,随后脱模,使软模板与器件表面分开,在器件表面的紫外固化胶层上形成全面积的有序纳米孔阵列,纳米孔阵列直径为260nm,周期为 600nm ;
[0068]4)利用RIE技术,通入CHF#P O 2的混合气体刻蚀紫外固化胶的残余层,然后以紫外固化胶为掩膜,利用RIE技术,通入02对SU8层进行刻蚀,将纳米孔阵列结构转移至SU8层;
[0069]5)采用ICP技术,通入Ar气刻蚀Ni金属膜层,将纳米孔阵列结构转移至Ni金属膜层,采用光刻胶去胶液或者继续使用反应离子刻蚀技术,去除金属膜层纳米孔阵列表面表面的SU8胶;
[0070]6)用丙酮、异丙醇和去离子水清洗器件,采用光刻技术在器件表面做出标准的LED器件单元,将样品在无机酸中浸泡30秒,去掉光刻胶以外的区域的Ni金属膜层,采用丙酮去掉光刻胶,用RIE技术通入O2去除残余胶,洗净,烘干;
[0071]7)光刻,在器件表面作出P型电极区域,采用RIE技术,通入CFjP 02的混合气体刻蚀S1Jl,使Ni金属膜层的纳米孔阵列转移至S1 2层,此时P型电极区域有光刻胶保护,未被刻蚀,反应离子刻蚀条件:反应刻蚀气体的流量CF4:30sccm ;02: 4sccm,功率30W,压强1.0Pa,刻蚀时间Imin ;用前面的方法去除光刻胶;
[0072]8)采用ICP技术,通入(:12和Ar的混合气体刻蚀ITO层,将纳米孔阵列结构从绝缘层转移至ITO层,刻蚀条件:(:12和Ar流量分别为15± 1sccm和50±25sccm,腔体气压:10±5mTorr,DC 偏压:550±60V,RF 功率 150±30w,ICP 功率:300±200W,频率 13.56MHz,刻蚀时间:2min ;
[0073]9)米用ICP技术,通入012和Ar的混合气体,各向异性刻蚀P型氮化镓层、量子阱有源层、η型氮化镓层,形成贯穿ITO层、P型氮化镓层、量子阱有源层,深至η型氮化镓层的纳米孔阵列,刻蚀参数<12和Ar流量分别为25±10sccm和10±3sccm,腔体气压:10±5mTorr,DC 偏压:300±60V,RF 功率 50±30w,ICP 功率:200±100W,频率 13.56MHz,亥丨J蚀时间:5min ;将样品放置在无机酸、碱溶液40摄氏度水浴加热5min去除刻蚀损伤,然后使用氢氟酸去除残余的绝缘层;
[0074]10)采用光刻技术,蒸镀P型电极和η型电极;
[0075]11)配比浓度为10mg/mL的CdSe/ZnS核壳结构的两种量子点于甲苯溶液中,其核/壳的半径/厚度为1.3nm/l.4nm和2.2nm/2.5nm,量子点的发光波长分别为518nm和600nm,旋涂在器件表面。
[0076]制得的白光LED器件如图10-14所示,其电致发光谱如图15中所示。
[0077]实施例2
[0078]如图1-11所示,本白光LED器件的制备方法,其步骤包括:
[0079]I)选择X为0.25,发光波长为480nm,量子阱的周期数为15,p型GaN的厚度500nm的InGaN/GaN量子阱LED基片,在其上利用电子束蒸发技术蒸镀一层ITO层,厚度为200nm,接着将样品在快速退火炉(RTA)进行高温退火,退火温度600°C,时间1min ;
[0080]2)采用等离子体增强化学汽相沉积法在ITO层表面生长一层SiNjl,厚度为300nm,采用物理汽相沉积法在Si3N4层表面生长一层Cr金属膜层,厚度为50nm,将600nm厚的SU8胶和300nm厚的紫外固化胶依次旋涂在Cr金属膜层表面;
[0081]3)利用UV-NIL技术,将事先制备好并做过防粘处理的软模板与器件紫外固化胶层表面紧密接触,在紫外灯下充分曝光使紫外固化胶固化,随后脱模,使软模板与器件表面分开,在器件表面的紫外固化胶层上形成全面积的有序纳米孔阵列,纳米孔阵列直径为lOOnm,周期为 300nm ;
[0082]4)利用RIE技术,通入CHFjP O 2的混合气体刻蚀紫外固化胶的残余层,然后以紫外固化胶为掩膜,利用RIE技术,通入02对SU8层进行刻蚀,将纳米孔阵列结构转移至SU8层;
[0083]5)采用ICP技术,通入Ar气刻蚀Ni金属膜层,将纳米孔阵列结构转移至Ni金属膜层,采用光刻胶去胶液或者继续使用反应离子刻蚀技术,去除金属膜层纳米孔阵列表面表面的SU8胶;
[0084]6)用丙酮、异丙醇和去离子水清洗器件,采用光刻技术在器件表面做出标准的LED器件单元,将样品在无机酸中浸泡120秒,去掉光刻胶以外的区域的Cr金属膜层,采用丙酮去掉光刻胶,用RIE技术通入O2去除残余胶,洗净,烘干;
[0085]7)光刻,在器件表面作出P型电极区域,采用RIE技术,通入CFjP 02的混合气体刻蚀S1Jl,使Cr金属膜层的纳米孔阵列转移至S1Jl,此时P型电极区域有光刻胶保护,未被刻蚀,反应离子刻蚀条件:反应刻蚀气体的流量CF4:1OOsccm ;02: 20sccm,功率100W,压强10Pa,刻蚀时间20min ;用前面的方法去除光刻胶;
[0086]8)采用ICP技术,通入(:12和Ar的混合气体刻蚀ITO层,将纳米孔阵列结构从绝缘层转移至ITO层,刻蚀条件:(:12和Ar流量分别为15± 1sccm和50±25sccm,腔体气压:10±5mTorr,DC 偏压:550±60V,RF 功率 150±30w,ICP 功率:300±200W,频率 13.56MHz,刻蚀时间:6min ;
[0087]9)米用ICP技术,通入012和Ar的混合气体,各向异性刻蚀P型氮化镓层、量子阱有源层、η型氮化镓层,形成贯穿ITO层、P型氮化镓层、量子阱有源层,深至η型氮化镓层的纳米孔阵列,刻蚀参数<12和Ar流量分别为25±10sccm和10±3sccm,腔体气压:10±5mTorr,DC 偏压:300±60V,RF 功率 50±30w,ICP 功率:200±100W,频率 13.56MHz,亥丨J蚀时间:10min ;将样品放置在无机酸、碱溶液90摄氏度水浴加热1min去除刻蚀损伤,然后使用氢氟酸去除残余的绝缘层;
[0088]10)采用光刻技术,蒸镀P型电极和η型电极;
[0089]11)配比浓度为10mg/mL的CdSe/ZnS核壳结构的两种量子点于甲苯溶液中,其核/壳的半径/厚度为1.W1.4nm和2.5nm/2.8nm,量子点的发光波长分别为546nm和621nm,旋涂在器件表面。
[0090]制得的白光LED器件的电致发光谱如图16所示。
[0091]实施例3
[0092]如图1-11所示,本白光LED器件的制备方法,其步骤包括:
[0093]I)选择X为0.18,发光波长为450nm,量子阱的周期数为12,p型GaN的厚度400nm的InGaN/GaN量子阱LED基片,在其上利用电子束蒸发技术蒸镀一层ITO层,厚度为150nm,接着将样品在快速退火炉(RTA)进行高温退火,退火温度500°C,时间6min ;
[0094]2)采用等离子体增强化学汽相沉积法在ITO层表面生长一层SiNjl,厚度为160nm,采用物理汽相沉积法在Si3N4层表面生长一层Al金属膜层,厚度为30nm,将450nm厚的SU8胶和160nm厚的紫外固化胶依次旋涂在Al金属膜层表面;
[0095]3)利用UV-NIL技术,将事先制备好并做过防粘处理的软模板与器件紫外固化胶层表面紧密接触,在紫外灯下充分曝光使紫外固化胶固化,随后脱模,使软模板与器件表面分开,在器件表面的紫外固化胶层上形成全面积的有序纳米孔阵列,纳米孔阵列直径为180nm,周期为 700nm ;
[0096]4)利用RIE技术,通入CHFjP O 2的混合气体刻蚀紫外固化胶的残余层,然后以紫外固化胶为掩膜,利用RIE技术,通入02对SU8层进行刻蚀,将纳米孔阵列结构转移至SU8层;
[0097]5)采用ICP技术,通入Ar气刻蚀Al金属膜层,将纳米
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1