光电子器件制造技术

技术编号:10507331 阅读:110 留言:0更新日期:2014-10-08 11:16
本实用新型专利技术提供了一种光电子器件。本实用新型专利技术的光电子器件包括由氟掺杂的MgxZn1-xO层形成的有源层以及设置在有源层上的金属电极层。本实用新型专利技术采用氟掺杂的MgxZn1-xO层作为有源层应用于光电子器件如紫外探测器或发光二极管中,相比于现有的此类光电子器件,本实用新型专利技术结构简单,且具有较强的光电流信号或者较高的发光强度。

【技术实现步骤摘要】
光电子器件
本技术涉及半导体
,特别是涉及一种光电子器件。
技术介绍
纤锌矿相宽禁带氧化物半导体MgxZni_x0 (可简写为MgZnO)是由纤锌矿相ZnO和 岩盐相MgO合金而成,其带隙理论上能够从3. 37eV连续调节至7. 8eV,可覆盖大部分近紫外 和中紫外区域,电学性能则可从半导体调谐至绝缘体,因此通过调节Mg组分X,可得到工作 在不同紫外波段、导电特性迥异的Mg xZni_x0合金薄膜。这一特点使得MgZnO作为电光转换 或光电转换的有源材料而在ZnO基激光二极管和深紫外探测器等光电子器件领域拥有更 大的优势,因而成为国际上广泛研究的焦点。MgZnO合金薄膜是一种较好的近紫外发光材 料,其高温区的光电性能特性尤其突出,而MgZnO深紫外探测器无论是在军事上还是在民 用方面都具有重大的应用价值,如火灾监测、臭氧监测及高温尾焰探测等。此外,高Mg组分 MgZnO合金薄膜中存在着更强的极化电场,因此对量子阱中的电子有着更强的限制作用,从 而可以大幅度提高光电子器件性能。 但是随着Mg组分的不断增加,MgxZni_x0的带隙及电阻均在不断增加,这意味着在 深紫外区间,尤其是有着重要应用价值的日盲紫外波段(220?280nm),合金薄膜的导电性 将变得很差。这是由于它的带隙比较宽(>4.43eV),体电子浓度很低(〈10 15cnT3),电子迁移 长度较短,因此显示出巨电阻的特征(>1〇9Ω),这对以Mg xZni_x0作为有源层的光电子器件 应用来说非常不利。例如对于紫外探测器,无论其采用的是具有金属/n-Mg xZni_x0形式的光 导型或者肖特基型器件结构,还是采用具有n-MgxZnhO/p-MgxZnhO形式的二极管结构,若 其中有源层n-Mg xZni_x0电阻太高的话,会导致紫外探测器的光电流信号很弱。 为了增强光电流信号、获得较高的信噪比,对薄膜进行掺杂而实现电性调控是行 之有效的方法之一。Ga是最常见的获得η-ZnO的掺杂方案,但是在Mg xzni_x0 (尤其是高Mg 组分MgxZni_x0)中,由于Mg和0的成键更强,导致Ga的替位掺杂效率较低,妨碍了 MgxZni_x0 合金薄膜电性调控目标的实现。
技术实现思路
本技术的一个目的在于针对现有技术中存在的上述缺陷,提供一种光电子器 件。 为了实现上述目的,本技术提供了一种光电子器件,包括由氟掺杂的MgZnO 层形成的有源层以及设置在有源层上的金属电极层。 在一种实施方式中,所述有源层仅由所述氟掺杂的MgZnO层构成。 在一种实施方式中,所述光电子器件还可以包括衬底,所述氟掺杂的MgxZ ni_x0层 直接设置在所述衬底上。 在一种实施方式中,所述光电子器件可以为光探测器件或光发射器件。 在一种实施方式中,所述光探测器件可以为紫外探测器;所述光发射器件可以为 发光二极管。 在一种实施方式中,所述氟掺杂的MgxZni_x0层的厚度可以在200纳米-1微米之 间。 本技术还提供了一种光电子器件,包括p型Mgxzni_ x0层以及设置在p型 ?ν^Ζη^Ο层上的氣惨杂的?ν^Ζη^Ο层。 在一种实施方式中,所述光电子器件可以为光探测器件或光发射器件。 在一种实施方式中,所述光探测器件可以为紫外探测器;所述光发射器件可以为 发光二极管。 在一种实施方式中,所述氟掺杂的Mgxzni_x0层的厚度在200纳米-1微米之间。 在本技术中,MgZnO (也可以写作MgxZn^O (0〈χ〈1)),这样的材料是对已知材 料的一种表述,不是对其成分的限制。并且需要注意的是,本技术并不涉及对材料的改 进。在中国专利技术专利申请No. 201310244835. 7中已经公开了氟掺杂的MgZnO材料。氟掺杂 的MgZnO是对已知材料的一种表述,而不包含对材料的改进。 本技术方法有以下三个优点: 1、本技术中的有源层由氟元素掺杂的Mgxzni_x0薄膜形成。由于氟是η型掺杂 元素,且在卤素原子中与氧原子的半径大小最为接近(氧原子半径为0.66本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种光电子器件,其特征在于,包括由氟掺杂的MgZnO层形成的有源层以及设置在有源层上的金属电极层。

【技术特征摘要】
1. 一种光电子器件,其特征在于,包括由氟掺杂的MgZnO层形成的有源层以及设置在 有源层上的金属电极层。2. 根据权利要求1所述的光电子器件,其特征在于,所述有源层仅由所述氟掺杂的 MgZnO层构成。3. 根据权利要求1或2所述的光电子器件,其特征在于,还包括衬底,所述氟掺杂的 MgZnO层直接设置在所述衬底上。4. 根据权利要求1或2所述的光电子器件,其特征在于,所述光电子器件为光探测器件 或光发射器件。5. 根据权利要求4所述的光电子器件,其特征在于,所述光探测器件为紫外探测器;所 述光发射器件为发光二极管。6....

【专利技术属性】
技术研发人员:刘利书梅增霞侯尧楠刘章龙梁会力刘尧平杜小龙
申请(专利权)人:中国科学院物理研究所
类型:新型
国别省市:北京;11

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