透明化合物半導(dǎo)體及其p型摻雜方法
【專利說(shuō)明】透明化合物半導(dǎo)體及其P型摻雜方法發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及透明化合物半導(dǎo)體及其制備方法，更確切地說(shuō)，涉及具有透明性和導(dǎo)電性的P型摻雜透明化合物半導(dǎo)體及其P型摻雜的方法。
[0002]發(fā)明背景
[0003]目前，信息和通信技術(shù)的一個(gè)趨勢(shì)是將電子器件功能和顯示器件功能融合。為了融合電子器件功能和顯示器件功能，電子器件應(yīng)當(dāng)是透明的。
[0004]因此，積極進(jìn)行了對(duì)以下的研宄:執(zhí)行電子器件功能的同時(shí)滿足透明性的透明半導(dǎo)體，透明導(dǎo)體，及其制備方法。例如，氧化銦錫(ITO)作為透明導(dǎo)體開(kāi)發(fā)并應(yīng)用，以及開(kāi)發(fā)了 ZnO等。然而，穩(wěn)定性降低并且因此用于透明半導(dǎo)體的可能性也十分地有限。
[0005]發(fā)明概述
[0006]技術(shù)問(wèn)題
[0007]本發(fā)明涉及提供具有透明性與導(dǎo)電性的P型摻雜透明化合物半導(dǎo)體及其制備方法。
[0008]技術(shù)方案
[0009]本發(fā)明一方面提供了 P型摻雜透明化合物半導(dǎo)體，其具有摻雜M(M是Ru、Ga、Cu、Zn、K、Na 以及 Rb 中的一種)的(Ba, Sr) SnO3和 SnO 2之一，并且(Ba, Sr) SnO 3是指Ba1^SrySnO3 (O y 1.0)。
[0010]P型摻雜透明化合物半導(dǎo)體，其具有組成(Ba，Sr) SrvxMxO3OKx彡0.7)，M是Ru、Ga、Cu 和 Zn 中的一種，并且(Ba, Sr) SrvxMxO3是指 Ba ^ySrySrvxMxO3 (O 彡 y 彡 1.0)。
[0011]P型摻雜透明化合物半導(dǎo)體，其具有組成(Ba，Sr) HMxSnO3OKx彡0.7)，M是K、Na和 Rb 中的一種，并且(Ba，Sr)卜^^叫是指(Ba ^ySry) ^xMxSnO3 (O 彡 y 彡 L O)。
[0012]P型摻雜透明化合物半導(dǎo)體，其具有組成SrvxMxO2OKx ( 0.7)，并且M可以是Ru。
[0013]本發(fā)明的另一方面提供P型摻雜透明化合物半導(dǎo)體，其具有組成(Ba，Sr)Sn1^RuxO3 (0<x < 0.7)。
[0014]在P型摻雜透明化合物半導(dǎo)體中，可以通過(guò)用Ru摻雜(Ba，Sr) SnO3來(lái)形成(Ba，Sr)Sn1^xRuxO3C
[0015]本發(fā)明的又一方面提供P型摻雜透明化合物半導(dǎo)體，其具有組成(Ba，S1hKxSnO3(0〈x 彡 0.7) ο
[0016]在P型摻雜透明化合物半導(dǎo)體中，可以通過(guò)用K摻雜(Ba，Sr) SnO3來(lái)形成(Ba, Sr) ^xKxSnO30
[0017]本發(fā)明的另一方面提供P型摻雜透明化合物半導(dǎo)體的制備方法，通過(guò)用M(M是Ru、Ga,Cu,Zn,K,Na和Rb中的一種)取代(Ba, Sr) SnO3和SnO 2之一中包含的(Ba, Sr)和Sn之一來(lái)進(jìn)行P型摻雜。
[0018]有益效果
[0019]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的透明化合物半導(dǎo)體，用M(M是Ru、Ga、Cu、Zn、K、Na和Rb中的一種)對(duì)未經(jīng)摻雜的(Ba，Sr) SnOjP SnO 2之一進(jìn)行摻雜，因而可以獲得具有透明性和導(dǎo)電性的P型透明化合物半導(dǎo)體。
[0020]附圖簡(jiǎn)述
[0021]圖1和圖2為使用根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施方案的透明化合物半導(dǎo)體制備的樣品在高溫下的電流電壓特性曲線圖。
[0022]圖3和圖4為使用根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施方案的透明化合物半導(dǎo)體制備的樣品在室溫下的電流電壓特性曲線圖。
[0023]圖5和圖6為使用根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施方案的透明化合物半導(dǎo)體制備的樣品在室溫下的電流電壓特性曲線圖。
[0024]發(fā)明詳述
[0025]下文將集中在為了理解本發(fā)明的實(shí)施方案所必需的配置來(lái)進(jìn)行描述。因此，忽略了有可能使本發(fā)明要點(diǎn)變得模糊的其他配置的描述。
[0026]下文所述并在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)里使用的術(shù)語(yǔ)與用詞，并不僅僅解釋為通常使用的含義或者字典中的含義，也應(yīng)當(dāng)解釋為與本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域相一致的含義或概念，基于發(fā)明人為了通過(guò)最優(yōu)方式描述本發(fā)明而適當(dāng)?shù)囟x術(shù)語(yǔ)概念的原則。因此，由于在說(shuō)明書(shū)中描述的實(shí)施方案和附圖中示出的配置只是示例性實(shí)施方案并且不代表本發(fā)明的全部技術(shù)范圍，應(yīng)理解為本發(fā)明覆蓋了在提交本申請(qǐng)時(shí)的多種等同物、改良以及替代。
[0027]下文中，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方案。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的透明化合物半導(dǎo)體為基于未摻雜的(Ba, Sr) SnCVfP SnO 2之一的P型透明化合物半導(dǎo)體，并且(Ba，Sr) SnOjP SnO2之一與M摻雜(M是Ru、Ga、Cu、Zn、K、Na和Rb中的一種)。即，在本發(fā)明的實(shí)施方案中的透明化合物半導(dǎo)體中，未摻雜的(Ba, Sr) SnO3和SnO 2之一中包含的(Ba, Sr)和Sn之一被M取代并且M具有0〈x彡0.7的組成。在此情況下，(Ba, Sr)是指BapySry (O彡y彡1.0)。SnO2S無(wú)定形或者結(jié)晶的。
[0029]例如，本發(fā)明的實(shí)施方案中的透明化合物半導(dǎo)體可以具有組成(Ba，Sr)SrvxMxO3 (0〈x ^ 0.7) ο 在此情況下，M 可以是 Ru、Ga、Cu 和 Zn 中的一種。(Ba, Sr) SrvxMxO3是指(BahySry)SnhMxCV
[0030]本發(fā)明的實(shí)施方案中的透明化合物半導(dǎo)體可以具有組成(Ba，Sr)SrvxMxO3 (0〈x ^ 0.7) ο 在此情況下，M 可以是 K、Na 和 Rb 中的一種。(Ba, Sr) ^xMxSnO3是指(Ba1^Sry) ^xMxSnO3O
[0031]本發(fā)明的實(shí)施方案中的透明化合物半導(dǎo)體可以具有組成SrvxMxO2 (0〈x< 0.7)。在此情況下，M可以是Ru。在本發(fā)明中，由于P型透明化合物半導(dǎo)體可以從(Ba，Sr) SrvxMxO3形成并且仙02與SnO2晶體結(jié)構(gòu)相同，本發(fā)明的實(shí)施方案中的P型透明化合物半導(dǎo)體也可以從 SrvxMxO2 (0〈x ( 0.7)形成。
[0032]在本發(fā)明中，M具有0〈x ^ 0.7的組成比，使得本發(fā)明的實(shí)施方案中的透明化合物半導(dǎo)體具有P型半導(dǎo)性。即，例如，由于在X為零的情況下(Ba，Sr) SnO3具有絕緣體性質(zhì)，因此X應(yīng)當(dāng)大于零。例如，由于在M通過(guò)摻雜而大于0.7的情況下(Ba, Sr) SrvxMxO3被金屬化，M應(yīng)該具有0.7或更小的組成比。因此，M具有0〈x ^ 0.7的組成比，使得本發(fā)明的實(shí)施方案中的透明化合物半導(dǎo)體具有P型半導(dǎo)性。
[0033]通過(guò)PN結(jié)二極管，可以確認(rèn)本發(fā)明的實(shí)施方案中的基于(Ba, Sr) SnO3的透明化合物半導(dǎo)體具有圖1-4所示的P型半導(dǎo)性。此處，圖1和圖2顯示了使用基于本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方案的透明化合物半導(dǎo)體制造的樣品的高溫電流電壓特性曲線圖。圖3和圖4顯示了使用基于本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方案的透明化合物半導(dǎo)體制造的樣品的室溫電流電壓特性曲線。圖1和圖3是線性標(biāo)尺電流電壓特性曲線圖，而圖2和圖4是對(duì)數(shù)標(biāo)尺電流電壓特性曲線圖。
[0034]Ba1^xKxSnO3(0<x ( 0.7)用作本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方案中的透明化合物半導(dǎo)體，Ba1^yLaySnO3 (0<y<0.1)用作N型透明化合物半導(dǎo)體。
[0035]通過(guò)在氧化鍶錫(STO)襯底上依序堆垛Β&1_?03(0〈7〈0.1)和Ba1^xKxSnO3 (0<χ ( 0.7)來(lái)形成樣品。即，通過(guò)將Ba^LaySnCyX積在STO襯底上形成N型第一透明化合物半導(dǎo)體層。接下來(lái)，通過(guò)將BahKxSnOJX積在第一透明化合物半導(dǎo)體層上來(lái)形成第二透明化合物半導(dǎo)體層。通過(guò)使用鏤空掩膜形成第二透明化合物半導(dǎo)體層。
[0036]在樣品中，形成的第一和第二透明化合物半導(dǎo)體層具有相同的厚度。
[0037]在這種情況下，用作樣品的N型透明化合物半導(dǎo)體BahyLaySnCV^M (Ba+La):Sn= 1:1的組成比。
[0038]此處，BapyLaySnO3具有0〈x〈0.1的組成比，使得Ba ^LaySnO3具有半導(dǎo)性。由于在y = 0(即La = O)的情況下BaSnO3成為絕緣體，La的組成比應(yīng)當(dāng)大于零。而且，由于在摻雜La后組成比大于0.1的情況下Baa9Laa ^nO3成為金屬，La應(yīng)當(dāng)具有小于0.1的組成比。因此，為了獲得半導(dǎo)性，Bai_yLaySn03具有0〈y〈0.1的組成比。
[0039]形成的BahyLaySnO^有從0.4nm到400nm范圍內(nèi)的厚度是優(yōu)選的，由此獲得較好的透明性、穩(wěn)定性，以及1cmVV-S或更大的載流子迀移率。形成具有上述厚度的BapyLaySnO3的理由如下。首先，由于0.4nm的厚度與單層原子層的厚度一致，不會(huì)形成具有小于0.4nm的厚度的BahyLaySnO3tj并且，當(dāng)BahyLaySnO3厚度大于400nm時(shí)，透明性會(huì)降低。
[0040]可以單晶形式或外延薄膜形式制造Bai_yLaySn03。
[0041]可以如下使用Bai_yLaySn03形成N型透明化合物半導(dǎo)體。
[0042]首先，可以通過(guò)用La摻雜BaSnO3B成Ba ^yLaySnO3。8&51103是