[發(fā)明專利]一種準(zhǔn)垂直結(jié)構(gòu)p-金剛石/i-SiC/n-金剛石LED及其制作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810182721.7
• 申請(qǐng)日: 2018-03-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108321271A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宏興;劉璋成;趙丹;張明輝;王瑋;問(wèn)峰;卜忍安;侯洵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L33/34
• 分類號(hào): H01L33/34;H01L33/64;H01L33/00
• 代理公司: 陜西增瑞律師事務(wù)所 61219
• 代理人: 劉春

1.一種準(zhǔn)垂直結(jié)構(gòu)p-金剛石/i-SiC/n-金剛石LED，其特征在于，包括依次層疊設(shè)置的單晶金剛石襯底(1)和p型硼高摻雜金剛石層(2)，所述p型硼高摻雜金剛石層(2)上方依次設(shè)置有i型碳化硅層(3)、n型磷高摻雜金剛石層(4)、歐姆接觸電極(5)和保護(hù)金屬層(6)，所述p型硼高摻雜金剛石層(2)上方還依次設(shè)置有歐姆接觸電極(5)和保護(hù)金屬層(6)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種準(zhǔn)垂直結(jié)構(gòu)p-金剛石/i-SiC/n-金剛石LED，其特征在于，所述i型碳化硅層(3)生長(zhǎng)于單晶金剛石襯底(1)上的生長(zhǎng)條件為：選用氣體CH₄、H₂和SiH₄，氣壓為100-130Torr，氣體流量為500sccm，CH₄與H₂的體積比為0.01％-10％，SiH₄與CH₄的體積比為0.5-1.5，單晶金剛石襯底1溫度為850-1050℃。

3.如權(quán)利要求2所述的一種準(zhǔn)垂直結(jié)構(gòu)p-金剛石/i-SiC/n-金剛石LED，其特征在于，所述i型碳化硅層(3)的厚度為1-100nm，缺陷密度小于10¹⁰cm^-2。

4.如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的一種準(zhǔn)垂直結(jié)構(gòu)p-金剛石/i-SiC/n-金剛石LED，其特征在于，所述p型硼高摻雜金剛石層(2)為硼摻雜層，摻雜濃度NA>10¹⁹cm^-3，厚度為1-10μm。

5.如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的一種準(zhǔn)垂直結(jié)構(gòu)p-金剛石/i-SiC/n-金剛石LED，其特征在于，所述n型磷高摻雜金剛石層(4)為磷摻雜層，摻雜濃度ND>10¹⁹cm^-3，厚度為0.1-2μm。

6.如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的一種準(zhǔn)垂直結(jié)構(gòu)p-金剛石/i-SiC/n-金剛石LED，其特征在于，所述單晶金剛石襯底(1)為本征或者輕摻雜或者重?fù)诫s。

7.一種準(zhǔn)垂直結(jié)構(gòu)p-金剛石/i-SiC/n-金剛石LED的制作方法，其特征在于，首先，采用MPCVD方法在單晶金剛石襯底(1)上依次生長(zhǎng)p型硼高摻雜金剛石層(2)，i型碳化硅層(3)和n型磷高摻雜金剛石層(4)；然后，利用ICP技術(shù)對(duì)n型磷高摻雜金剛石層(4)、i型碳化硅層(3)進(jìn)行區(qū)域刻蝕，暴露出p型硼高摻雜金剛石層(2)；再在暴露出的p型硼高摻雜金剛石層(2)以及n型磷高摻雜金剛石層(4)上分別淀積歐姆接觸電極(5)和保護(hù)金屬(6)；

其中，外延生長(zhǎng)i型碳化硅層(3)的生長(zhǎng)條件為：選用氣體CH₄、H₂和SiH₄，氣壓為100-130Torr，氣體流量為500sccm，CH₄與H₂的體積比為0.01％-10％，SiH₄與CH₄的體積比為0.5-1.5，單晶金剛石襯底(1)溫度為850-1050℃。

8.如權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述外延生長(zhǎng)i型碳化硅層(3)的生長(zhǎng)條件為：選用氣體為CH₄,H₂和SiH₄,氣壓均為100Torr，氣體流量均為500sccm，CH₄/H₂＝0.01％，SiH₄/CH₄＝1，單晶金剛石襯底(1)溫度為900℃。