一种发光二极管及其制备方法

本发明公开了一种发光二极管及其制备方法，它包括衬底，衬底的刻蚀处设置有n电极，衬底的上表面为n‑Mg

1.一种发光二极管的制备方法，它包括衬底（1），衬底（1）的刻蚀处设置有n电极（4），衬底（1）的上表面为n-Mg₂Si薄膜（2），n-Mg₂Si薄膜（2）的上表面为p-Mg₂Si薄膜（3），p-Mg₂Si薄膜（3）的上表面设置有p电极（5）；其特征在于：所述制备方法包括：步骤1、清洗衬底并吹干；步骤2、在衬底上利用磁控溅射方法溅射一层n-Si膜；步骤3、在n-Si膜上利用磁控溅射方法溅射一层Mg膜；步骤4、在Mg膜上利用磁控溅射方法溅射一层p-Si膜；步骤5、将溅射后的n-Si、Mg和p-Si膜进行退火处理，得到n-Mg₂Si、p-Mg₂Si异质结，作为二极管的发光层；步骤6、将衬底局部刻蚀；步骤7、在衬底刻蚀处热蒸发一层Ag膜作为n电极层；步骤8、在p-Mg₂Si薄膜上表面右端热蒸发一层金膜作为p电极层。
2.根据权利要求1所述的一种发光二极管的制备方法，其特征在于：所述衬底（1）为玻璃、碳化硅或蓝宝石。
3.根据权利要求1所述的一种发光二极管的制备方法，其特征在于：步骤1所述清洗衬底，是将衬底依次在丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗20 min，烘干后送入磁控溅射系统的样品室对衬底表面进行反溅射离子清洗。
4.根据权利要求1所述的一种发光二极管的制备方法，其特征在于：在溅射n-Si膜前，先n-Si靶表面溅射清洗10分钟，溅射沉积过程中，溅射室背底气压为2.0x10^-5Pa，直流溅射功率为110 W，氩气流量15 sccm，溅射气压为 2.0 Pa，溅射时间为15-20 min，溅射时衬底温度为室温。
5.根据权利要求1所述的一种发光二极管的制备方法，其特征在于：在溅射Mg膜前，先溅射清洗Mg靶表面10 分钟，溅射沉积过程中，溅射室背底气压为2.0x10^-5Pa，射频溅射功率为100 W，氩气流量20 sccm，溅射气压为 3.0 Pa，溅射时间为30 -40min，溅射时衬底温度为室温。
6.根据权利要求1所述的一种发光二极管的制备方法，其特征在于：在溅射p-Si膜前，先溅射清洗p-Si靶表面10 min，溅射沉积过程中，溅射室背底气压为2.0x10^-5Pa，直流溅射功率为110 W，氩气流量15 sccm，溅射气压为 2.0 Pa，溅射时间为15-20 min，溅射时衬底温度为室温。
7.根据权利要求1所述的一种发光二极管的制备方法，其特征在于：步骤5所述的退火处理，其退火炉背底气压为4.0x10^-4Pa，退火时气压保持在1.5x10^-2Pa，退火时间为4 h，退火温度为400℃。
8.根据权利要求1所述的一种发光二极管的制备方法，其特征在于：步骤6所述衬底局部刻蚀，光刻部位为衬底的一端，光刻面积约为衬底面积的30%。
9.根据权利要求1所述的一种发光二极管的制备方法，其特征在于：步骤7和8所述的热蒸发，蒸发的背底气压为3.0x10^-4Pa，蒸发时间为10min，加热电流为70A-100A。