一种径向结硅量子点电致发光器件及其制备方法技术

本发明专利技术属于半导体光电器件领域，公开了一种径向结硅量子点电致发光器件，包括刻蚀有硅纳米线阵列的硅衬底样品，所述样品表面沉积有Al

【技术实现步骤摘要】
一种径向结硅量子点电致发光器件及其制备方法
本专利技术属于半导体光电器件领域，具体涉及一种利用TiO2/金属复合结构改善径向结硅量子点LED原型器件，以及提高器件的电流注入效率，增强器件的电致发光强度的方法。
技术介绍
随着半导体芯片的特征尺寸减小，传统的电信号传输出现传输带宽小、抗干扰能力差等问题。与之相对，光信号传输由于其带宽高、功耗低、传输速度快、抗干扰能力强等优点，被认为是当今高性能集成电路芯片的重要发展方向。光互连取代电互连成为大势所趋。通过近十几年的研究，硅基波导、硅基调制器、硅基光电探测等部件都已基本解决；然而作为硅基光互连的核心，即制备与硅基工艺兼容的硅基光源，一直未寻找到满意的解决方案。硅作为典型的间接带隙半导体材料，其辐射复合需要声子参与，发光效率极低。为解决硅的发光问题，人们相继提出多孔硅发光、硅纳米线发光、缺陷发光、硅量子点发光等多种方案。其中，硅量子点由于其带隙可调、辐射复合效率较大等优点，被认为是实现硅基光源的重要材料。近年来，将纳米线陷光结构与硅量子点结合构建径向结硅量子点电致发光原型器件受到了人们的关注。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种径向结硅量子点电致发光器件，其特征在于：包括刻蚀有硅纳米线阵列的硅衬底样品，所述样品表面沉积有Al

【技术特征摘要】
1.一种径向结硅量子点电致发光器件，其特征在于：包括刻蚀有硅纳米线阵列的硅衬底样品，所述样品表面沉积有Al2O3钝化层，所述Al2O3钝化层表面设有硅量子点/二氧化硅多层膜，所述硅量子点/二氧化硅多层膜表面沉积有TiO2层，所述TiO2层表面溅射有Au层，所述Au层上镀有ITO电极，所述硅衬底样品的背面蒸镀有铝电极。


2.一种径向结硅量子点电致发光器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：制备硅纳米线及Al2O3钝化
1.1）利用硝酸银和氢氟酸的混合液对P型硅衬底刻蚀形成硅纳米线阵列，通过控制反应时间来控制硅纳米线的刻蚀长度；
1.2）刻蚀完成之后用硝酸溶液将样品表面杂质清除，再用去离子水清洗、烘干；
1.3）利用原子层沉积技术在刻蚀的硅纳米线表面沉积一层Al2O3钝化表面的缺陷；
第二步：制备硅量子点多层膜
将上述钝化后的硅纳米线阵列放于PECVD系统中，交替通入硅烷和氧气以形成非晶硅/二氧化硅多层膜，随后在氮气保护下，经高温退火结晶，形成硅量子点/二氧化硅多层膜结构；
第三步：引入TiO2/Au复合层及电极制备
3.1）在退火后的样品背面，即p硅衬底底部利用热蒸发蒸镀铝电极，接着将其放入400℃氮气氛围中进行合金化处理；
3.2）将样品放入原子层沉积系统中，沉积一层2~6nm厚度的TiO2层；
3.3）利用磁控溅射在TiO2上溅射一层2~8nm厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐骏，陈佳明，李东珂，季阳，张阳熠，孙腾，王理想，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32