[發明專利]硅基光發射器件及其制備方法

無效

• 申請號: 201110235377.1
• 申請日: 2011-08-17
• 公開（公告）號: CN102280545A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 李永壘;錢波;蔣春萍;王亦
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: H01L33/02
• 分類號: H01L33/02;H01L33/20;H01L33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種硅基光發射器件，包括硅襯底，其特征在于，所述硅襯底正面經刻蝕形成納米柱光子晶體陣列，所述納米柱光子晶體陣列上共形沉積含有硅納米晶量子點結構的薄膜層，所述薄膜層上覆蓋透明共形電極，所述硅襯底背面沉積有歐姆接觸電極。

2.根據權利要求1所述的硅基光發射器件，其特征在于：所述硅襯底采用電阻率為0.004～0.005Ω·cm的B重摻雜P型硅片。

3.根據權利要求1所述的硅基光發射器件，其特征在于：所述納米柱光子晶體陣列中的納米柱高度為0.8～3μm，直徑為100～500nm，且相鄰兩納米柱中心距離為300nm～1.5μm。

4.根據權利要求1所述的硅基光發射器件，其特征在于：所述薄膜層為含有硅納米晶量子點結構的富硅氧化硅、氮化硅或碳化硅薄膜，厚度為50～300nm。

5.根據權利要求1所述的硅基光發射器件，其特征在于：

所述透明共形電極采用ITO或有機導電薄膜，厚度為200～500nm；

所述歐姆接觸電極厚度為200～1000nm，且所述歐姆接觸電極材料至少選用鋁、銅、銀、金和鉑中的任意一種金屬或其中任意兩種及其以上的合金。

6.如權利要求1所述硅基光發射器件的制備方法，其特征在于，該方法為：?

Ⅰ、在經清洗后的硅襯底正面自組裝形成二維有序SiO₂納米微球單層膠體層；

Ⅱ、利用微球掩膜刻蝕技術，通過深反應離子刻蝕獲得硅納米柱光子晶體陣列；

Ⅲ、依次在硅納米柱光子晶體陣列上共形生長含有納米硅量子點結構的薄膜層和透明共形電極，并在硅襯底背面上沉積歐姆接觸電極，獲得目標產品。

7.根據權利要求6所述硅基光發射器件的制備方法，其特征在于，步驟Ⅰ中采用<100>，電阻率為0.004～0.005Ω·cm的B重摻雜的P型硅片作為襯底，并以提拉法在襯底正面自組裝形成二維有序SiO₂納米微球單層膠體層。

8.根據權利要求6所述硅基光發射器件的制備方法，其特征在于，所述納米柱光子晶體陣列中的納米柱高度為0.8～3μm，直徑為100～500nm，且相鄰兩納米柱中心距離為300nm～1.5μm。

9.根據權利要求6所述硅基光發射器件的制備方法，其特征在于，步驟Ⅲ中采用利用PECVD或LPCVD工藝及后續退火工藝在硅納米柱光子晶體陣列上共形生長含有納米硅量子點結構的薄膜層，所述薄膜層為富硅氧化硅、氮化硅或碳化硅薄膜，厚度為50～300nm。

10.根據權利要求6所述硅基光發射器件的制備方法，其特征在于，

所述透明共形電極采用ITO或有機導電薄膜，厚度為200～500nm；

所述歐姆接觸電極至少由鋁、銅、銀、金和鉑中的任意一種金屬或其中任意兩種及其以上的合金構成，其厚度為200～1000nm。