[發明專利]半導體層堆疊及其制造方法

在審

• 申請號: 201980049404.0
• 申請日: 2019-06-20
• 公開（公告）號: CN112640122A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: A·施特里馬特;A·達加爾
• 申請（專利權）人: 奧托·馮·格里克馬格德堡大學;阿聚爾斯佩西太陽能有限責任公司
• 主分類號: H01L29/15
• 分類號: H01L29/15;H01L29/20;H01L29/207
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 郭毅

1.一種半導體層堆疊，其特征在于，

至少兩個層(A，B)，所述至少兩個層作為單層在半導體帶隙(104、105)中分別具有費米能級(103)的如下能量位置：對于所述層(A)適用而對于所述層(B)適用其中，E_F是所述費米能級(103)的能量位置，E_V是價帶(102)的能量位置，E_L是導帶(101)的能量位置，E_L-E_V是所述半導體帶隙E_G(104，105)的能量差，其中，如此選擇所述層(A，B)的厚度(106，107)，使得在所述層(A，B)上產生連貫的空間電荷區區域(110)。

2.根據權利要求1所述的半導體層堆疊，其特征在于，在至少兩個雜質能級中以一濃度引起非本征或本征的摻雜，所述至少兩個雜質能級分別具有如下能量位置：對于所述能量位置，在一層(A)中適用而在另一層(B)中適用使得在這種無限厚的單層處的費米能級占據與所述雜質能級相同的能量位置，其容差為±50meV，其中，如此選擇所述半導體層堆疊中的所述層的厚度，使得在整個層堆疊上構造連貫的空間電荷區區域(110)。

3.根據權利要求1或2所述的半導體層堆疊，其特征在于通過所述摻雜產生的深雜質能級的如下能量位置：對于所述能量位置在所述層(A)中適用而對于所述能量位置在所述層(B)中適用

4.根據權利要求1或2所述的半導體層堆疊，其特征在于所述空間電荷區區域(110)中的以下能量范圍中的平均費米能量位置E_F(108)：

5.根據以上權利要求中至少一項所述的半導體層堆疊，其特征在于，以受主類型的或施主類型的摻雜劑的摻雜。

6.根據以上權利要求中至少一項所述的半導體層堆疊，其特征在于，以受主類型的和施主類型的摻雜劑的摻雜。

7.根據以上權利要求中至少一項所述的半導體層堆疊，其特征在于，在III族氮化物半導體中，交替地分別在第一層(A)中摻雜以下摻雜劑之一并且在第二層(B)中分別摻雜第二摻雜劑：

鐵和碳，或

碳和施主，或

鐵和鎂，或

鐵和鋅。

8.根據以上權利要求中至少一項所述的半導體層堆疊，其特征在于至少兩個層組的序列，所述至少兩個層組包含具有以下費米能級位置的至少兩個層(A，B)：對于所述費米能級位置，作為單層在所述層(A)中適用而對于所述費米能級位置，作為單層在所述層(B)中適用

9.一種構件模塊，所述構件模塊包括至少一個構件，所述構件包含根據以上權利要求中任一項所述的半導體層堆疊。

10.一種用于制造半導體層堆疊的方法，所述方法包含至少以下步驟：

在用于沉積半導體的設備中提供襯底；

施加至少兩個層(A、B)的序列，所述至少兩個層作為單層在半導體帶隙(104，105)中分別具有費米能級(103)的如下能量位置：對于所述層(A)適用而對于所述層(B)適用其中，如此選擇層D_A和D_B(A，B)的厚度(106，107)，使得在所述層(A，B)上得到連貫的空間電荷區區域(110)并且適用D_A≤W_A且D_B≤W_B，其中，W_A和W_B是空間電荷區，N_A和N_B是所述層A和B中的摻雜劑濃度，ε_s是介電常數，q是單位電荷，Ψ_bi是與所述費米能級的能量差異相同的嵌入的電勢差。