本发明专利技术公开了一种增强ZnO薄膜电抽运随机激射的方法，包括：将ZnO薄膜附着在衬底上，900～1100℃下加热1～5分钟。本发明专利技术还公开了一种硅基ZnO薄膜的电抽运随机激射器件的制作方法，包括：在硅衬底正面生长ZnO薄膜，900～1100℃下加热1～5分钟后利用溶胶-凝胶法在ZnO薄膜上制备SiO2薄膜，在硅衬底背面和SiO2薄膜上溅射Au电极。本发明专利技术方法将ZnO薄膜加热处理，电抽运随机激射的强度显著加强，而且可操作性比较强。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及。
技术介绍
氧化锌(S1O)是一种重要的直接宽禁带半导体材料，室温下其禁带宽度为 3. 37ev。由于其原料丰富、成本低廉，无毒无污染，具有较高的室温激子束缚能(约60meV)， 被认为是有可能取代氮化镓(GaN)的新一代短波长发光材料。在半导体照明、平面显示和 紫外光探测等领域有着诱人的应用前景。由于ZnO薄膜具有较高的折射率和较强的光增益，是制备紫外随机激光的理想材 料。1998年H. Cao等人首先报道了 ZnO薄膜的光抽运随机激射(H. Cao, Y. G. Zhao, H. C. Ong, S. Τ. Ho, J. Y. Dai, J. Y. ffu,and R. P. H. Chang, App 1. Phys. Lett. 73，3656 (1998))。在增强ZnO 薄膜的光抽运随机激射方面，可利用局域表面等离激元增强的方法(A. P. Abiyasa, S. F. Yu, S. P. Lau, Eunice S. P. Leong, and H. Y. Yang, Appl. Phys. Lett. 90, 231106 (2007)) 然而， 该方法制备工艺复杂，增强效率低，若控制不当，反而造成发光淬灭。2007年马向阳等人利 用金属-绝缘层-半导体(MIS)结构，成功实现了 ZnO薄膜的电抽运随机激射Xiangyang Ma,Peiliang Chen,Dongsheng Li,Yuanyuan Zhang,and Deren Yang,Appl. Phys. Lett. 90, 231106(2007) ]0在该报道中，ZnO薄膜是在较低的温度(750°C)下处理的。因而，随机激射 的强度较弱。如何采用简单的方法来增强ZnO薄膜的电抽运随机激射是值得研究的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了，解决了现有氧化锌薄膜 电抽运随机激射较弱的问题。，包括将ZnO薄膜附着在衬底上，900 1100°C下加热1 5分钟。一种硅基ZnO薄膜的电抽运随机激射器件的制作方法，包括在硅衬底正面生长ZnO薄膜，900 1100°C下加热1 5分钟后利用溶胶-凝胶 法在ZnO薄膜上制备SiA薄膜，在硅衬底背面和SiA薄膜上溅射Au电极。优选的，所述的SiO薄膜厚度为100 140nm。优选的，所述的SW2薄膜厚度为20 40nm。优选的，所述的硅衬底背面的Au电极厚度180 120nm。优选的，所述的SW2薄膜上的Au电极厚度10 30nm。本专利技术方法将ZnO薄膜加热处理，电抽运随机激射的强度显著加强，而且可操作 性比较强。附图说明图1为本专利技术基于ZnO薄膜的电抽运随机激射器件的结构示意图；图2为实施例1中器件在70mA正向电流注入下的EL谱图；图3为实施例1中器件在IlOmA正向电流注入下的EL谱图；图4为实施例2中器件在70mA正向电流注入下的EL谱图；图5为实施例2中器件在IlOmA正向电流注入下的EL谱图。具体实施例方式如图1所示，一种基于ZnO薄膜的电抽运随机激射器件，包括由重掺N型硅片构成 的衬底1，衬底1正面从下至上设有发光层2、势垒层3和半透明金电极4，发光层2和势垒 层3分别为ZnO薄膜和SiO2薄膜，衬底背面设置有作为欧姆接触的Au电极5。实施例11)清洗N型硅片<100>，硅片电阻率为0.005欧姆·厘米、大小为15X15mm2、厚 度为675微米的硅片，清洗后放入直流反应磁控溅射装置的反应室中，反应室真空度抽至 1 X IO-3Pa ；在硅片上利用反应直流溅射的方法沉积厚度约为120nm的ZnO薄膜。然后在氧 气气氛下900°C热处理5分钟。作为对比的ZnO薄膜则在氧气气氛下750°C热处理1小时。2)将正硅酸四乙酯(TEOS)乙醇(EtOH) H2O= 1 10 4(摩尔比)组成的 前驱体溶液(其中加入适量的HCl作为催化剂)旋涂在ZnO薄膜上，然后在100°C烘干15 分钟，接着在空气气氛下500°C热处理1小时，最后形成的氧化硅薄膜厚度约为30nm。3)在氧化硅薄膜上溅射约20nm厚的半透明Au电极，在硅衬底背面溅射沉积 IOOnm厚的Au电极，两者的面积均为IOX 10mm2。将半透明Au电极连接正电压，而硅片背面的Au电极接负电压，测试器件在不同注 入电流下的电致发光光谱。如图2，3所示，在正向电流为70mA和IlOmA时，发光谱在紫外光区(360_420nm) 出现了一些尖锐的发光峰，这是由于ZnO薄膜的电抽运随机激射引起的。在同样的注入电 流下，同750°C热处理的ZnO薄膜的电抽运随机激射相比，900°C热处理的ZnO薄膜的电抽运 随机激射的强度要显著得多。实施例21)清洗N型硅片<100>，硅片电阻率为0.005欧姆·厘米、大小为15X15mm2、厚 度为675微米的硅片，清洗后放入直流反应磁控溅射装置的反应室中，反应室真空度抽至 1 X IO-3Pa ；在硅片上利用反应直流溅射的方法沉积厚度约为120nm的ZnO薄膜。然后在氧 气气氛下1100°C热处理1分钟。作为对比的ZnO薄膜则在氧气气氛下750°C热处理1小时。2)将正硅酸四乙酯(TEOS)乙醇(EtOH) H2O= 1 10 4(摩尔比)组成的 前驱体溶液(其中加入适量的HCl作为催化剂)旋涂在ZnO薄膜上，然后在100°C烘干15 分钟，接着在空气气氛下500°C热处理1小时，最后形成的氧化硅薄膜厚度约为30nm。3)在氧化硅薄膜上溅射约20nm厚的半透明Au电极，在硅衬底背面溅射沉积 IOOnm厚的Au电极，两者的面积均为IOX 10mm2。将半透明Au电极连接正电压，而硅片背面的Au电极接负电压，测试器件在不同注 入电流下的电致发光光谱。 如图4，5所示，在正向电流为70mA和IlOmA时，发光谱在紫外光区(360-420nm) 出现了一些尖锐的发光峰，这是由于ZnO薄膜的电抽运随机激射引起的。在同样的注入电 流下，同750°C热处理的ZnO薄膜的电抽运随机激射相比，1100°C热处理的ZnO薄膜的电抽运随机激射的强度要显著得多。权利要求1.，包括将ZnO薄膜附着在衬底上，900 1100°C下加热1 5分钟。2.—种硅基ZnO薄膜的电抽运随机激射器件的制作方法，包括在硅衬底正面生长ZnO薄膜，900 1100°C下加热1 5分钟后利用溶胶-凝胶法在 ZnO薄膜上制备SW2薄膜，在硅衬底背面和SW2薄膜上溅射Au电极。3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于所述的ZnO薄膜厚度为100 140nm。4.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于所述的SW2薄膜厚度为20 40nm。5.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于所述的硅衬底背面的Au电极厚度 120 180nm。6.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于所述的SiO2薄膜上的Au电极厚度 10 30nm。全文摘要本专利技术公开了，包括将ZnO薄膜附着在衬底上，900～1100℃下加热1～5分钟。本专利技术还公开了一种硅基ZnO薄膜的电抽运随机激射器件的制作方法，包括在硅衬底正面生长ZnO薄膜，900～1100℃下加热1～5分钟后利用溶胶-凝胶法在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种增强ＺｎＯ薄膜电抽运随机激射的方法，包括：将ＺｎＯ薄膜附着在衬底上，９００～１１００℃下加热１～５分钟。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马向阳，田野，杨德仁，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86
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