[發(fā)明專利]基于NiO/Ga2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811013437.3
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109037374B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡繼超;臧源;李連碧;蒲紅斌
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號: H01L31/0336
• 分類號: H01L31/0336;H01L31/105;H01L31/036;H01L31/18
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 韓玙

1.一種基于NiO/Ga₂O₃的紫外光電二極管的制備方法，其中，基于NiO/Ga₂O₃的紫外光電二極管包括頂電極(1)和底電極(5)，兩電極之間由頂電極(1)向底電極(5)方向依次設(shè)置有P型重?fù)诫s晶體NiO薄膜(2)、I型晶體β-Ga₂O₃薄膜(3)、N型單晶β-Ga₂O₃襯底(4)，所述頂電極(1)和底電極(5)材料為Au、Al、Ni、Cu、Pb金屬材料，或者包含這些金屬材料的合金或ITO導(dǎo)電性化合物，所述N型單晶β-Ga₂O₃襯底(4)為摻雜Sn、Si、Al的β-Ga₂O₃(-201)、β-Ga₂O₃(001)或β-Ga₂O₃(010)材料，所述I型晶體β-Ga₂O₃薄膜(3)為無摻雜的β-Ga₂O₃層，摻雜濃度為10¹⁵cm^-3，所述P型重?fù)诫s晶體NiO薄膜(2)摻雜濃度為10¹⁷～10¹⁸cm^-3，其特征在于，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1、對N型單晶β-Ga₂O₃襯底進(jìn)行清洗，清洗后用氮?dú)獯蹈纱茫?/p>

步驟2、在所述步驟1清洗后的N型單晶β-Ga₂O₃襯底上進(jìn)行本征單晶β-Ga₂O₃同質(zhì)外延層生長；其中，本征單晶β-Ga₂O₃同質(zhì)外延層生長時(shí)沉積利用化學(xué)氣相沉積設(shè)備，以純度為99.99999％的金屬鎵作為鎵源，用氬氣作為載氣，氬氣流量控制為100～200毫升/分，將反應(yīng)腔加熱至800～900℃，通入氧氣作為生長源氣體，氧氣流量控制為5～10毫升/分，生長時(shí)間控制為0.2～3小時(shí)；

步驟3、在所述步驟2得到的本征單晶β-Ga₂O₃同質(zhì)外延層上進(jìn)行P型重?fù)诫s晶體NiO異質(zhì)外延層生長；

步驟4、在所述步驟3得到的P型重?fù)诫s晶體NiO異質(zhì)外延層上制作頂電極；

步驟5、對所述N型單晶β-Ga₂O₃襯底下表面制作底電極，最終形成所述基于NiO/Ga₂O₃的紫外光電二極管。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于NiO/Ga₂O₃的紫外光電二極管的制備方法，其特征在于，所述步驟1中清洗流程為：使用清洗液-丙酮-酒精-去離子水逐步對樣品進(jìn)行清洗。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于NiO/Ga₂O₃的紫外光電二極管的制備方法，其特征在于，所述步驟3中P型重?fù)诫s晶體NiO異質(zhì)外延層生長時(shí)采用磁控濺射設(shè)備，以NiO材料為濺射靶材，以氬氣和氧氣作為濺射氣體，濺射時(shí)氧氣分壓控制為33.3～66.6％，沉積壓強(qiáng)控制為0.1～5Pa，濺射功率控制為100～300W，沉積時(shí)間控制為0.1～5小時(shí)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于NiO/Ga₂O₃的紫外光電二極管的制備方法，其特征在于，所述步驟4中P型重?fù)诫s晶體NiO異質(zhì)外延層上制作頂電極時(shí)采用磁控濺射，以Au作為濺射靶材，沉積時(shí)間控制為0.1～2小時(shí)，沉積壓強(qiáng)控制為2～4Pa，濺射功率為10-20mW。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于NiO/Ga₂O₃的紫外光電二極管的制備方法，其特征在于，所述步驟5中N型單晶β-Ga₂O₃襯底下表面底電極制作時(shí)采用磁控濺射，首先以Ni作為靶材，沉積時(shí)間控制為0.1～2小時(shí)，沉積壓強(qiáng)控制為0.1～10Pa，濺射功率控制為100～200W；之后以Au作為濺射靶材在Ni層表面濺射形成Au層，沉積時(shí)間控制為0.1～2小時(shí)，沉積壓強(qiáng)控制為2～4Pa，濺射功率為10～20mW。