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【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体,特别是涉及一种p型algan材料的制备方法、p型algan材料及紫外光电子器件的制备方法。
技术介绍
1、目前,以aln和gan为代表的第三代半导体材料,在led(light emitting diode,发光二极管)、ld(laser diode,激光二极管)等光电子器件领域有着广泛的应用。其中,algan作为aln和gan的合金材料,因其带隙可调谐特性,在紫外及远紫外光电子器件中发挥着关键作用。
2、在器件中,p型algan材料可以作为p型电极接触层,通过调整al组分占比,以调谐材料带隙,进而提高发光效率;p型algan材料也可以作为电子阻挡层,通过调整al组分占比,使其具有宽禁带和高势垒,进而阻挡从n型层或多量子阱层向p型层的电子泄露。但随着al组分占比的提升,p型algan材料中受主杂质原子的活化能越高,从而难以激发产生足够的空穴载流子,使得材料的空穴浓度降低,制约p型algan材料的应用,继而影响器件的性能。
3、因此,如何提高p型algan材料的空穴浓度成为了本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此,本申请实施例为解决
技术介绍
中存在的至少一个问题而提供一种p型algan材料的制备方法、p型algan材料及紫外光电子器件的制备方法。
2、第一方面,本申请实施例提供了一种p型algan材料的制备方法,包括:
3、在第一温度下,通入有机金属源和n源,生长p型algan材料;
4、暂停通入所
5、结合本申请的第一方面,在一可选实施方式中,所述有机金属源包括受主杂质源;
6、所述暂停通入所述有机金属源,在第二温度下保持一定时间之后,所述制备方法还包括:暂停通入所述有机金属源中除所述受主杂质源之外的其他金属源,仅通入所述受主杂质源,受主杂质占据所述阳离子空位。
7、结合本申请的第一方面,在一可选实施方式中,所述暂停通入所述有机金属源中除所述受主杂质源之外的其他金属源,仅通入所述受主杂质源,包括:
8、在第三温度下,暂停通入所述有机金属源中除所述受主杂质源之外的其他金属源,仅通入所述受主杂质源;其中,所述第三温度低于或者等于所述第二温度。
9、结合本申请的第一方面,在一可选实施方式中,所述第三温度与所述第一温度之间差值的范围为±10℃。
10、结合本申请的第一方面,在一可选实施方式中,所述第一温度的范围为900℃至1150℃。
11、结合本申请的第一方面,在一可选实施方式中,所述有机金属源包括al源、ga源、in源和mg源,所述in源的通入量小于所述ga源的通入量;
12、所述通入有机金属源和n源,生长p型algan材料,包括:通入所述al源、所述ga源、所述in源、所述mg源和所述n源,生长in掺杂p型algan材料;
13、所述暂停通入所述有机金属源,使所述p型algan材料中的部分ga原子逸出,包括:暂停通入所述al源、所述ga源、所述in源和所述mg源,使所述p型algan材料中的in原子和部分ga原子逸出;其中,所述in原子的逸出量小于所述ga原子的逸出量。
14、结合本申请的第一方面,在一可选实施方式中,所述in源的通入量的范围为20sccm至100sccm。
15、结合本申请的第一方面,在一可选实施方式中,所述p型algan材料是电子阻挡层、空穴注入层和欧姆接触层中的至少一种。
16、结合本申请的第一方面,在一可选实施方式中,所述生长p型algan材料,包括:在0.05μm/h至0.35μm/h的生长速度范围内生长所述p型algan材料。
17、结合本申请的第一方面,在一可选实施方式中,所述时间的范围为5s至50s。
18、结合本申请的第一方面,在一可选实施方式中,所述时间的范围为10s至20s。
19、结合本申请的第一方面,在一可选实施方式中,所述p型algan材料的al组分大于的范围为20%至90%;
20、所述制备方法还包括:通入载气;其中,所述载气包括n2和h2组成的混合载气,所述混合载气中n2的占比范围为10%至45%。
21、结合本申请的第一方面,在一可选实施方式中,所述混合载气中n2的占比范围为15%至25%。
22、第二方面,本申请实施例提供了一种p型algan材料,采用如第一方面任意一项所述的p型algan材料的制备方法制备得到。
23、第三方面,本申请实施例提供了一种紫外光电子器件的制备方法,包括:
24、制备紫外光电子器件的主体结构的第一步骤,以及
25、制备与所述主体结构配合的电极的第二步骤;
26、所述第一步骤包括:
27、采用第一方面任意一项所述的p型algan材料的制备方法制备p型algan材料,以提高所述p型algan材料的空穴浓度。
28、本申请实施例所提供的一种p型algan材料的制备方法、p型algan材料及紫外光电子器件,在第一温度下,通入有机金属源和n源,生长p型algan材料;暂停通入有机金属源,在第二温度下保持一定时间,使p型algan材料中的部分ga原子逸出,从而在p型algan材料中产生阳离子空位;其中,第二温度高于第一温度,第二温度与第一温度的差值的范围为20℃至200℃。由此,通过将第一温度升高20℃至200℃,在第二温度环境下使得p型algan材料中的ga原子逸出,在材料中引入阳离子空位;通过暂停通入有机金属源,避免有机金属源中的原子填补已形成的阳离子空位,保障了材料内阳离子空位的浓度;在二者的协同作用下,保持一定时间,可以在材料中形成大量阳离子空位,由此提高了p型algan材料中受主杂质的浓度,从而提高了p型algan材料的空穴浓度,提高材料性能。在生长材料时,通入微量in源,生成in掺杂的p型algan材料,in作为催化剂,影响mg原子在晶体表面的迁移率,使其更容易迁移取代al原子或ga原子的位置,提高掺杂浓度;在第二温度下,in原子也从晶格位置逸出,留下阳离子空位,进一步提高空位的浓度。且在制备过程中通入n2和h2组成的混合载气,避免了纯h2载气影响mg原子的掺入的问题,也避免了纯n2载气影响晶体质量和空穴浓度的问题,可以在保障晶体质量的同时,提高mg原子的掺杂量,在二者的协同作用下,进一步提高材料性能。
29、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
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1.一种p型AlGaN材料的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的p型AlGaN材料的制备方法,其特征在于,所述有机金属源包括受主杂质源;
3.根据权利要求2所述的p型AlGaN材料的制备方法,其特征在于,所述暂停通入所述有机金属源中除所述受主杂质源之外的其他金属源,仅通入所述受主杂质源,包括:
4.根据权利要求3所述的p型AlGaN材料的制备方法,其特征在于,所述第三温度与所述第一温度之间差值的范围为±10℃。
5.根据权利要求1所述的p型AlGaN材料的制备方法,其特征在于,所述第一温度的范围为900℃至1150℃。
6.根据权利要求1至5任一项所述的p型AlGaN材料的制备方法,其特征在于,所述有机金属源包括Al源、Ga源、In源和Mg源,所述In源的通入量小于所述Ga源的通入量;
7.根据权利要求6所述的p型AlGaN材料的制备方法,其特征在于,所述In源的通入量的范围为20sccm至100sccm。
8.根据权利要求1所述的p型AlGaN材料的制备方法,其特征在于,所述p
9.根据权利要求1所述的p型AlGaN材料的制备方法,其特征在于,所述生长p型AlGaN材料,包括:在0.05μm/h至0.35μm/h的生长速度范围内生长所述p型AlGaN材料。
10.根据权利要求1所述的p型AlGaN材料的制备方法,其特征在于,所述时间的范围为5s至50s。
11.根据权利要求10所述的p型AlGaN材料的制备方法,其特征在于,所述时间的范围为10s至20s。
12.根据权利要求1所述的p型AlGaN材料的制备方法,其特征在于,所述p型AlGaN材料的Al组分的范围为20%至90%;
13.根据权利要求12所述的p型AlGaN材料的制备方法,其特征在于,所述混合载气中N2的占比范围为15%至25%。
14.一种p型AlGaN材料,其特征在于,采用如权利要求1至13任意一项所述的p型AlGaN材料的制备方法制备得到。
15. 一种紫外光电子器件的制备方法,包括:
...【技术特征摘要】
1.一种p型algan材料的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的p型algan材料的制备方法,其特征在于,所述有机金属源包括受主杂质源;
3.根据权利要求2所述的p型algan材料的制备方法,其特征在于,所述暂停通入所述有机金属源中除所述受主杂质源之外的其他金属源,仅通入所述受主杂质源,包括:
4.根据权利要求3所述的p型algan材料的制备方法,其特征在于,所述第三温度与所述第一温度之间差值的范围为±10℃。
5.根据权利要求1所述的p型algan材料的制备方法,其特征在于,所述第一温度的范围为900℃至1150℃。
6.根据权利要求1至5任一项所述的p型algan材料的制备方法,其特征在于,所述有机金属源包括al源、ga源、in源和mg源,所述in源的通入量小于所述ga源的通入量;
7.根据权利要求6所述的p型algan材料的制备方法,其特征在于,所述in源的通入量的范围为20sccm至100sccm。
8.根据权利要求1所述的p型algan材料的制备...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄应南,魏永强,沈雁伟,许奇明,
申请(专利权)人:苏州立琻半导体有限公司,
类型:发明
国别省市:
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