[發(fā)明專利]基于變摻雜結(jié)構(gòu)的透射式GaN紫外光電陰極及制作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010179981.2
• 申請日: 2010-05-21
• 公開（公告）號: CN101866976A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜曉晴;常本康;錢蕓生;高頻;王曉暉;張益軍
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: H01L31/101
• 分類號: H01L31/101;H01L31/0304;H01L31/18
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

1.一種基于變摻雜結(jié)構(gòu)的透射式GaN紫外光電陰極，其特征在于：該陰極自下而上由藍寶石制成的陰極透射式襯底層(1)、AlN緩沖層(2)、變摻雜結(jié)構(gòu)的p型GaN光電發(fā)射層(3)以及Cs或Cs/O激活層(4)組成，所述p型GaN光電發(fā)射層(3)的摻雜濃度從內(nèi)表面到外表面逐漸降低。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變摻雜結(jié)構(gòu)的透射式GaN紫外光電陰極，其特征在于：所述p型GaN光電發(fā)射層(3)外延生長在AlN緩沖層(2)上，p型GaN光電發(fā)射層(3)由厚度為t₁的GaN層對應(yīng)摻雜濃度為N_A1，厚度為t₂的GaN層對應(yīng)摻雜濃度為N_A2，厚度為t₃的GaN層對應(yīng)摻雜濃度為N_A3，......，直到厚度為t_n的GaN層對應(yīng)摻雜濃度為N_An組成，其中1≤n＜20；所述N_A1＞N_A2＞N_A3＞...＞N_An-1＞N_An。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于變摻雜結(jié)構(gòu)的透射式GaN紫外光電陰極，其特征在于：p型GaN光電發(fā)射層(3)內(nèi)的每一種摻雜濃度的范圍控制在10¹⁶～10¹⁹cm^-3之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于變摻雜結(jié)構(gòu)的透射式GaN紫外光電陰極，其特征在于：所述p型GaN光電發(fā)射層(3)的總厚度t控制在100～200nm之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于變摻雜結(jié)構(gòu)的透射式GaN紫外光電陰極，其特征在于：所述Cs或Cs/O激活層(4)通過超高真空激活工藝緊密吸附在p型GaN光電發(fā)射層(3)的表面上。

6.一種基于變摻雜結(jié)構(gòu)的透射式GaN紫外光電陰極的制作方法，其特征在于，該制作方法如下：

1)在雙拋光的由藍寶石制成的陰極透射式襯底層(1)的表面，通過半導(dǎo)體材料的外延生長工藝生長10～20nm厚度的AlN緩沖層(2)；

2)再通過相同的外延生長工藝以及GaN材料的p型摻雜工藝，在GaN緩沖層(2)上生長總厚度為100～200nm的變摻雜結(jié)構(gòu)的p型GaN光電發(fā)射層(3)；

3)將生長的外延p型GaN光電發(fā)射層(3)經(jīng)過化學(xué)清洗去除油脂，再送入超高真空系統(tǒng)中進行的加熱凈化，使p型GaN光電發(fā)射層(3)的表面達到原子級潔凈程度；

4)通過超高真空激活工藝使p型GaN光電發(fā)射層(3)表面吸附Cs或Cs/O激活層(4)。