p型ZnO和n型GaN组合的ZnO基发光器件及其制备方法技术

本发明专利技术属于半导体发光器件及其制备技术领域，涉及几种p型ZnO和n型GaN组合的ZnO基发光器件及其制备方法。器件由衬底、在衬底上外延生长的GaN外延层、在外延层上制备的相互分立的电流下限制层和下电极、在电流下限制层上制备的ZnO基发光层、在ZnO基发光层上面制备的上电极构成；特别地，GaN外延层为n型GaN薄膜，电流下限制层为n型的AlGaN或Ga2O3薄膜，ZnO基发光层为p型ZnO基薄膜。本发明专利技术还涉及一种没有电流下限制层和一种有电流上限制层的ZnO基发光器件。本发明专利技术克服了p型GaN外延层载流子浓度偏低，器件串联电阻大，器件工作电压高，器件输出功率低的缺点，进一步拓展了器件的应用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体发光器件及其制备
，特别是涉及基于ZnO基材料的发光器件结构及其制作方法。
技术介绍
GaN系材料在固态照明领域有更广泛的应用前景。ZnO和GaN的能带间隙和晶格常数十分接近，有相近光电特性。但是，与GaN相比，ZnO具有更高的熔点和激子束缚能、激子增益更高、外延生长温度低、成本低、容易刻蚀而使对外延片的后道加工更容易，使器件的制备更方便等等。因此，ZnO基发光管、激光器等研制成功有可能取代或部分取代GaN基光电器件，会有更大的应用前景，特别是ZnO紫、紫外光电器件更为人们所重视。由于ZnO单晶薄膜的外延制备目前还不成熟，非常完整的一致连续的ZnO单晶薄膜很难获得，目前制备的ZnO单晶薄膜大多数是C轴取向生长的薄膜，由于晶粒边界和缺陷的存在，使得ZnO同质ρ-η结型的发光器件发光效率非常低，同时往往伴随着和缺陷相关的深能级发光，这一深能级发光波长在可见光波段，它往往比紫外带边发射更强。于是人们开始用薄膜外延制备技术制备的比较成熟的GaN材料和ZnO材料结合制备发光器件。H. Zhu 等人在文献“Adv. Mater. 21，1613 (2009) ”就报道本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种ｐ型ＺｎＯ和ｎ型ＧａＮ组合的ＺｎＯ基发光器件，依次由衬底（１）、在衬底（１）上外延生长的ＧａＮ外延层（２）、在ＧａＮ外延层（２）上制备的相互分立的电流下限制层（３）和下电极（５）、在电流下限制层（３）上制备的ＺｎＯ基发光层（４）、在ＺｎＯ基发光层（４）上面制备的上电极（６）构成，其特征在于：ＧａＮ外延层（２）为ｎ型ＧａＮ薄膜，电流下限制层（３）为ｎ型的ＡｌＧａＮ或Ｇａ２Ｏ３薄膜，ＺｎＯ基发光层（４）为ｐ型ＺｎＯ基薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种P型ZnO和η型GaN组合的ZnO基发光器件，依次由衬底(1)、在衬底(1)上外延生长的GaN外延层O)、在GaN外延层( 上制备的相互分立的电流下限制层(3)和下电极(5)、在电流下限制层( 上制备的ZnO基发光层、在ZnO基发光层(4)上面制备的上电极(6)构成，其特征在于GaN外延层⑵为η型GaN薄膜，电流下限制层(3)为η型的AWaN或Ga2O3薄膜，ZnO基发光层⑷为ρ型ZnO基薄膜。2.—种ρ型ZnO和η型GaN组合的ZnO基发光器件结构，其特征在于依次由衬底(1)、在衬底(1)上外延生长的GaN外延层O)、在GaN外延层( 上制备的相互分立的下电极(5)和ZnO基发光层、在ZnO基发光层(4)上面制备的上电极(6) 构成，GaN外延层⑵为η型GaN薄膜，ZnO基发光层⑷为ρ型ZnO基薄膜。3.—种ρ型ZnO和η型GaN组合的ZnO基发光器件，依次由衬底(1)、在衬底(1)上外延生长的GaN外延层O)、在GaN外延层( 上制备的相互分立的电流下限制层(3)和下电极(5)、在电流下限制层( 上制备的ZnO基发光层、在ZnO基发光层(4)上面制备的上电极(6)构成，其特征在于GaN外延层⑵为η型GaN薄膜，电流下限制层(3)为η型 AlGaN或Ga2O3薄膜，ZnO发光层(4)为ρ型ZnO基薄膜，并且在ZnO基发光层...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜国同，夏晓川，赵旺，梁红伟，张宝林，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：82