超晶格材料和应用制造技术

技术编号:13547688 阅读:111 留言:0更新日期:2016-08-18 13:28
包括第IV族元素的超晶格晶胞重复多次以便形成超晶格。各超晶格晶胞具有彼此平行的多个有序原子平面。超晶格晶胞中的至少两个原子平面具有不同的化学组成。超晶格晶胞中的一个或更多个原子平面的一种或更多种组分选自碳、锡和铅。这些超晶格产生多种应用,包括但不限于晶体管、光传感器和光源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】201480063908

【技术保护点】
超晶格体系,其包含:重复多次以便形成超晶格的超晶格晶胞,各超晶格晶胞具有彼此平行的多个有序原子平面,所述超晶格晶胞中的至少两个所述原子平面具有不同的化学组成,并且所述超晶格晶胞中的一个或更多个所述原子平面包括碳。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.23 US 61/881378;2013.10.25 US 61/895971;201.超晶格体系,其包含:重复多次以便形成超晶格的超晶格晶胞,各超晶格晶胞具有彼此平行的多个有序原子平面,所述超晶格晶胞中的至少两个所述原子平面具有不同的化学组成,并且所述超晶格晶胞中的一个或更多个所述原子平面包括碳。2.权利要求1所述的体系,其中所述一个或更多个包括碳的原子平面中的一个或更多个各自还包括一种或更多种除碳之外的第IV族元素。3.权利要求1所述的体系,其中所述一个或更多个包括碳的原子平面中的一个或更多个各自还包括一种或更多种选自硅、锗和锡的元素。4.权利要求1所述的体系,其中所述超晶格晶胞具有小于或等于40的原子平面总数。5.权利要求1所述的体系,其中所述一个或更多个包括碳的原子平面中的一个或更多个各自具有选自Si4C、Ge4C、Sn4C、Si6C2、Ge6C2、Sn6C2、SiGe3C、Si2Ge2C、Si3GeC、SiSn3C、Si2Sn2C、Si3SnC、GeSn3C、Ge2Sn2C和Ge3SnC的化学组成。6.权利要求1所述的体系,其中所述超晶格晶胞表示为选自以下的式:(Si4C)2-(Ge5)2、(Si4C)4-(Ge5)3、(Ge4C)5-(Ge5)5、(Ge4C)4-(Si5)2、(Ge4C)2-(Ge5)3、(Ge4C)3-(Ge5)2、(Ge4C)3-(Ge5)4、(Ge4C)3-(Ge5)5、(Ge4C)4-(Ge5)3、(Ge4C)4-(Ge5)2、(Ge4C)5-(Ge5)2、(Ge4C)5-(Ge5)3、(Ge4C)6-(Ge5)2、(Ge4C)6-(Ge5)4、(Ge4C)7-(Ge5)3、(Ge4C)8-(Ge5)2、(Si4C)2-(Ge5)3、(Si4C)3-(Ge5)2、(Si4C)3-(Ge5)3和(Si5)4-(Si4C)4。7.权利要求1所述的体系,其进一步包含:具有与所述超晶格共价结合的表面的衬底。8.权利要求7所述的体系,其中所述表面选自硅的(100)表面、硅的(110)表面、硅的(111)表面、硅的(113)表面、硅的(115)表面、锗的(100)表面、锗的(110)表面、锗的(111)表面、锗的(113)表面、锗的(115)表面。9.权利要求7所述的体系,其中所述超晶格和所述衬底的所述表面之间的界面与由于在所述衬底的所述表面上外延赝晶生长所述超晶格形成的界面一致。10.权利要求1所述的体系,其中所述超晶格包含在异质结双极晶体管的基极中。11.超晶格体系,其包含:重复多次以便形成超晶格的超晶格晶胞,各超晶格晶胞具有彼此平行的多个原子平面,所述超晶格晶胞中的至少两个所述原子平面具有不同的化学组成,并且所述超晶格晶胞中的一个或更多个所述原子平面包括碳,且所述一个或更多个包括碳的原子平面中的一个或更多个各自包括超过10%的取代碳。12.权利要求11所述的体系,其中所述一个或更多个包括碳的原子平面中的一个或更多个各自还包括一种或更多种除碳之外的第IV族元素。13.权利要求11所述的体系,其中所述一个或更多个包括碳的原子平面中的一个或更多个各自还包括一种或更多种选自硅、锗和锡的元素。14.权利要求11所述的体系,其中所述超晶格晶胞具有小于或等于30的原子平面总数。15.权利要求11所述的体系,其中所述一个或更多个原子平面中的一个或更多个各自具有选自以下的化学组成:Si1-xGex,其中x为大于或等于0且小于或等于1;Si1-yCy,其中y为大于或等于0且小于或等于0.25;Si1-x-yGexCy,其中x为大于或等于0且小于或等于1,且y为大于或等于0且小于或等于0.25;Si1-zSnz,其中z为大于或等于0且小于或等于0.1;Ge1-zSnz,其中z为大于或等于0且小于或等于0.05;C1-zSnz,其中z为大于或等于0且小于1;Si1-x-zGexSnz,其中x为大于或等于0且小于或等于1,且z为大于或等于0且小于或等于0.1;Si1-y-zCySnz,其中y为大于或等于0且小于或等于0.25,且z为大于或等于0且小于或等于0.25;Ge1-y-zCySnz,其中y为大于或等于0且小于或等于0.25,且z为大于或等于0且小于或等于0.25;Si1-x-y-zGexCySnz,其中x为大于或等于0且小于或等于1,且y为大于或等于0且小于或等于0.25,且z为大于或等于0且小于或等于0.25;Si1-xPbx,其中x为大于或等于0.001且小于或等于0.1;Si1-x-yPbxCy,其中x为大于或等于0.001且小于或等于0.1,且y为大于或等于0.001且小于或等于0.25;Si1-x-y-zPbxCyGez,其中x为大于或等于0.001且小于或等于0.1,且y为大于或等于0.001且小于或等于0.25,且z为大于或等于0.001且小于或等于0.85;Si1-x-y-z-tPbxCyGezSnt,其中x为大于或等于0.001且小于或等于0.1,且y为大于或等于0.001且小于或等于0.25,且z为大于或等于0.001且小于或等于0.85或0.95,且t为大于或等于0.001且小于或等于0.25;Ge1-xPbx,其中x为大于或等于0.001且小于或等于0.1;Ge1-x-yPbxCy,其中x为大于或等于0.001且小于或等于0.1,且y为大于或等于0.001且小于或等于0.25;Ge1-x-y-zPbxCySnz,其中x为大于或等于0.001且小于或等于0.1,且y为大于或等于0.001且小于或等于0.25,且z为大于或等于0.001且小于或等于0.25。16.权利要求15所述的体系,其中所述一个或更多个包括碳的原子平面中的一个或更多个各自具有选自以下的化学组成:Si1-yCy,其中y为大于0.1且小于或等于0.25;Si1-x-yGexCy,其中x为大于或等于0.1且小于或等于1,且y为大于0.01且小于或等于0.25;C1-zSnz,其中z为大于或等于0且小于1;Si1-y-zCySnz,其中y为大于0且小于或等于0.25,且z为大于0且小于或等于0.25;Ge1-y-zCySnz,其中y为大于0且小于或等于0.25,且z为大于或等于0且小于或等于0.25;和Si1-x-y-zGexCySnz,其中x为大于或等于0且小于或等于1,且y为大于0且小于或等于0.25,且z为大于或等于0且小于或等于0.25;Si1-x-yPbxCy,其中x为大于或等于0.001且小于或等于0.1,且y为大于或等于0.001且小于或等于0.25;Si1-x-y-zPbxCyGez,其中x为大于或等于0.001和/或小于或等于0.1,且y为大于0且小于或等于0.25,且z为大于或等于0.001且小于或等于0.95;Si1-x-y-z-tPbxCyGezSnt,其中x为大于或等于0.001且小于或等于0.1,且y为大于0且小于或等于0.25,且z为大于或等于0.001且小于或等于0.95,且t为大于或等于0.001且小于或等于0.25;Ge1-x-yPbxCy,其中x为大于或等于0.001且小于或等于0.1,且y为大于或等于0.001且小于或等于0.25;Ge1-x-y-zPbxCySnz,其中x为大于或等于0.001且小于或等于0.1,且y为大于0且小于或等于0.25,且z为大于或等于0.001且小于或等于0.25。17.权利要求11所述的体系,其进一步包含:具有与所述超晶格共价结合的表面的衬底。18.权利要求17所述的体系,其中所述表面选自硅的(100)表面、硅的(110)表面、硅的(111)表面、硅的(113)表面、硅的(115)表面、锗的(100)表面、锗的(110)表面、锗的(111)表面、锗的(113)表面、锗的(115)表面。19.权利要求17所述的体系,其中所述超晶格和所述衬底的所述表面之间的界面与由于所述超晶格在所述衬底的所述表面上的外延赝晶生长形成的界面一致。20.超晶格体系,其包含:重复多次以便形成超晶格的超晶格晶胞,各超晶格晶胞具有彼此平行的多个原子平面,所述超晶格晶胞中的至少两个所述原子平面具有不同的化学组成,并且所述超晶格晶胞中的一个或更多个所述原子平面包括碳,所述超晶格晶胞包括小于或等于40的原子平面总数。21.权利要求20所述的体系,其中所述一个或更多个包括碳的原子平面中的一个或更多个各自还包括一种或更多种除碳之外的第IV族元素。22.权利要求20所述的体系,其中所述一个或更多个包括碳的原子平面中的一个或更多个各自还包括一种或更多种选自硅、锗和锡的元素。23.权利要求20所述的体系,其中所述一个或更多个包括碳的原子平面中的一个或更多个各自具有选自Si4C、Ge4C、Sn4C、Si6C2、Ge6C2、Sn6C2、Si2Sn2C、Si3SnC、Ge2Sn2C和Ge3SnC的化学组成。24.权利要求20所述的体系,其进一步包含:具有与所述超晶格共价结合的表面的衬底。25.权利要求24所述的体系,其中所述表面选自硅的(100)表面、硅的(110)表面、硅的(111)表面、硅的(113)表面、硅的(115)表面、锗的(100)表面、锗的(110)表面、锗的(111)表面、锗的(113)表面、锗的(115)表面。26.权利要求24所述的体系,其中所述超晶格和所述衬底的所述表面之间的界面与由于所述超晶格在所述衬底的所述表面上的外延赝晶生长形成的界面一致。27.权利要求20所述的体系,其中所述超晶格包含在晶体管的基极中。28.超晶格体系,其包含:重复多次以便形成超晶格的超晶格晶胞,各超晶格晶胞具有彼此平行的多个原子平面,所述超晶格晶胞中的至少两个所述原子平面具有不同的化学组成,并且所述超晶格晶胞中的一个或更多个所述原子平面包括锡。29.权利要求28所述的体系,其中所述一个或更多个包括锡的原子平面中的一个或更多个各自还包括一种或更多种除锡之外的第IV族元素。30.权利要求28所述的体系,其中所述超晶格晶胞具有小于或等于40的原子平面总数。31.权利要求28所述的体系,其中所述一个或更多个包括锡的原子平面中的一个或更多个各自具有选自以下的化学组成:Sn4C、Sn6C2、SiSn3C、Si2Sn2C、Si3SnC、GeSn3C、Ge2Sn2C、Ge3SnC;Si1-zSnz,其中z为大于0且小于或等于0.1;Ge1-zSnz,其中z为大于0且小于或等于0.05;C1-zSnz,其中z为大于0且小于1;Si1-x-zGexSnz,其中x为大于或等于0且小于或等于1,且z为大于0且小于或等于0.1;Si1-y-zCySnz,其中y为大于或等于0.01且小于或等于0.25,且z为大于0且小于或等于0.25;Ge1-y-zCySnz,其中y为大于或等于0且小于或等于0.25,且z为大于0且小于或等于0.25;Si1-x-y-zGexCySnz,其中x为大于或等于0且小于或等于1,且y为大于或等于0且小于或等于0.25,且z为大于0且小于或等于0.25;Si1-x-y-z-tPbxCyGezSnt,其中x为大于或等于0.001且小于或等于0.1,且y为大于或等于0.001且小于或等于0.25,且z为大于或等于0.001且小于或等于0.95,且t为大于0且小于或等于0.25;和Si1-x-y-z-tPbxCyGezSnt,其中x为大于或等于0.001且小于或等于0.1,且y为大于或等于0.001且小于或等于0.25,且z为大于或等于0.001且小于或等于0.95,且t为大于0且小于或等于0.25;和Ge1-x-y-zPbxCySnz,其中x为大于或等于0.001且小于或等于0.1,且y为大于或等于0.001且小于或等于0.25,且z为大于或等于0.001且小于或等于0.25。32.权利要求28所述的体系,其进一步包含:具有与所述超晶格共价结合的表面的衬底。33.权利要求32所述的体系,其中所述表面选自硅的(100)表面、硅的(110)表面、硅的(111)表面、硅的(113)表面、硅的(115)表面、锗的(100)表面、锗的(110)表面、锗的(111)表面、锗的(113)表面、锗的(115)...

【专利技术属性】
技术研发人员:C·J·R·P·奥古斯托
申请(专利权)人:量子半导体有限公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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