[發(fā)明專利]一種基于二氧化鈦薄膜的紫外電致發(fā)光器件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910101385.X
• 申請日: 2009-08-03
• 公開（公告）號: CN101630713A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬向陽;章圓圓;陳培良;楊德仁
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 胡紅娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種紫外電致發(fā)光器件，具體為一種基于二氧化鈦薄膜的 紫外電致發(fā)光器件。

背景技術(shù)

由于光電技術(shù)的發(fā)展，對紫外激光、高密度存儲以及其他短波長光電 器件的需求，使得寬禁帶半導(dǎo)體受到了越來越多的關(guān)注。其中TiO₂半導(dǎo) 體的禁帶寬度為3.2eV(387.5nm)。但是TiO₂是間接禁帶半導(dǎo)體，因此 室溫帶邊紫外發(fā)光的效率非常低(參考文獻：M.R.Hoffmann，S.T.Martin， W.Choi，and?D.W.Bahnemann，Chem.Rev.95(1995)69)。盡管如此，A. Suisalu等人在低溫下測到了TiO₂薄膜位于3.37eV(368nm)和3.31eV (375nm)的紫外光致發(fā)光峰(參考文獻：A.Suisalua，J.Aarikb，H. and?I.Sildosa，Thin?Solid?Films?336(1998)295)。然而，在之前的 TiO₂的電致發(fā)光的報道中，無論是液相還是固相的TiO₂電致發(fā)光器件， 均沒有測得紫外電致發(fā)光(參考文獻：Y.Nakato，A.Tsumura?and?H. Tsubomura，J.Phys.Chem.87(1983)2402，R.，R.C.Word?and?M. Godinez，Nanotechnology?17(2006)1858)。本申請人在專利號為 ZL200710070054.5的發(fā)明專利中，利用熱氧化Ti膜的方法在p⁺-Si襯底上 制備了TiO₂薄膜，得到了較強的可見發(fā)光(參考文獻：Y.Y.Zhang，X.Y.Ma， P.L.Chen，D.S.Li?and?D.R.Yang，Appl.Phys.Lett.94(2009)061115)。但 是，利用這種簡單的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)不能獲得來自于TiO₂薄膜的紫外發(fā)光。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)基于二氧化鈦薄膜紫外電致發(fā)光的器件。

本發(fā)明的基于二氧化鈦薄膜的紫外電致發(fā)光器件，在硅襯底的正面自 下而上依次形成SiO₂薄膜、TiO₂薄膜和透明ITO電極，在硅襯底背面沉 積歐姆接觸電極。

通過增加電子阻擋層(SiO₂)，TiO₂導(dǎo)帶中的電子會在TiO₂與電子阻 擋層之間的界面處大幅度積累，發(fā)生超越帶間的躍遷，從而得到紫外發(fā)光。

所述的SiO₂薄膜厚度為2～100nm，調(diào)節(jié)SiO₂薄膜的厚度和致密度， 可以達到調(diào)節(jié)紫外電致發(fā)光的強度的目的。

本發(fā)明的基于二氧化鈦薄膜的紫外電致發(fā)光器件的制備方法，包括以 下步驟：

1)將電阻率為0.005-50歐姆·厘米的P型或N型硅片清洗后，利用熱 氧化或者電子束蒸發(fā)法沉積SiO₂薄膜；

2)在SiO₂薄膜上利用濺射、熱氧化或者溶膠-凝膠的方法沉積TiO₂薄膜；

3)在TiO₂薄膜上濺射透明ITO(Indium?Tin-Oxide銦錫氧化物)電 極，在硅襯底背面沉積歐姆接觸電極。

本發(fā)明的器件可以在偏壓下產(chǎn)生來自于TiO₂薄膜的紫外電致發(fā)光， 并且可以通過調(diào)節(jié)SiO₂薄膜的厚度和致密度來調(diào)節(jié)紫外電致發(fā)光的強度。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：器件的結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方式簡單，并且，該器件的制 備方法所用的設(shè)備與現(xiàn)行成熟的硅器件平面工藝兼容。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于二氧化鈦薄膜的紫外電致發(fā)光器件的示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例1的紫外電致發(fā)光器件在不同偏壓下獲得的電致 發(fā)光譜。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明。

參照圖1，發(fā)明的基于二氧化鈦薄膜紫外電致發(fā)光的器件，在硅襯底 1的正面自下而上依次是SiO₂薄膜2、TiO₂薄膜3、和ITO電極4，在硅 襯底背面沉積有歐姆接觸電極5。

實施例1