[發明專利]一種N極性氮化物模板、N極性氮化物器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202110068061.1
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112786751A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 陳洋;孫曉娟;黎大兵;蔣科;賁建偉;張山麗;石芝銘;臧行
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H01L33/18
• 分類號: H01L33/18;H01L33/32;H01L33/12;H01L33/00
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 魏毅宏

1.一種N極性氮化物模板，其特征在于，包括：

襯底；

插入層，位于所述襯底一側；

氮化物層，位于所述插入層遠離所述襯底一側；

其中，所述插入層的材料為過渡金屬二硫屬化合物。

2.如權利要求1所述的N極性氮化物模板，其特征在于，所述氮化物層的材料包括AlN、GaN、InN、AlGaN、AlInN、InGaN、AlInGaN中的一種；所述過渡金屬二硫屬化合物包括WS₂、MoS₂、TiS₂、ZrS₂、HfS₂、VS₂、NbS₂、TaS₂中的一種。

3.一種N極性氮化物器件，其特征在于，包括：

如權利要求1或2所述的N極性氮化物模板；

應力釋放層，位于所述N極性氮化物的氮化物層一側；

電子注入層，位于所述應力釋放層遠離所述氮化物層一側；

多量子阱層，位于所述電子注入層遠離所述氮化物層一側，所述多量子阱層在所述電子注入層上的正投影不完全覆蓋所述電子注入層；

電子阻擋層，位于所述多量子阱層遠離所述氮化物層一側；

空穴注入層，位于所述電子阻擋層遠離所述氮化物層一側；

p接觸電極層，位于所述空穴注入層遠離所述氮化物層一側；

n接觸電極層，位于所述電子注入層遠離所述氮化物層一側且未被所述多量子阱層覆蓋的表面。

4.如權利要求3所述的N極性氮化物器件，其特征在于，所述應力釋放層為AlGaN/AlN超晶格應力釋放層。

5.如權利要求3所述的N極性氮化物器件，其特征在于，所述電子注入層為Si摻雜的n-AlGaN電子注入層。

6.如權利要求3所述的N極性氮化物器件，其特征在于，所述多量子阱層為AlGaN多量子阱層。

7.如權利要求3所述的N極性氮化物器件，其特征在于，所述電子阻擋層為Mg摻雜p-AlGaN電子阻擋層。

8.如權利要求3所述的N極性氮化物器件，其特征在于，所述空穴注入層為Mg摻雜的p-GaN空穴注入層。

9.一種如權利要求3～8任一所述的N極性氮化物器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

制備N極性氮化物模板；

在所述N極性氮化物模板的氮化物層一側表面生長應力釋放層；

在所述應力釋放層表面生長電子注入層；

在所述電子注入層表面生長多量子阱層，所述多量子阱層在所述電子注入層上的正投影不完全覆蓋所述電子注入層；

在所述多量子阱層表面生長電子阻擋層；

在所述電子阻擋層表面生長空穴注入層；

在所述空穴注入層表面生長p接觸電極層；

在所述電子注入層未被所述多量子阱層覆蓋的表面生長n接觸電極層。

10.如權利要求9所述的N極性氮化物器件的制備方法，其特征在于，制備N極性氮化物模板具體包括：

提供一襯底；

在所述襯底表面制備過渡金屬氧化物；

將制備有過渡金屬氧化物的襯底進行硫化處理，制備得到過渡金屬二硫屬化合物；

在過渡金屬二硫屬化合物表面生長氮化物層。