有机镁化合物及电子器件制造技术

本申请提供一种有机镁化合物，其具有如下结构式（1）表示的结构：结构式（1）该有机镁化合物在工作状态下是液态，具有稳定的高饱和蒸气压，非常适合做半导体掺杂的镁源掺杂剂；在镁源工艺中镁组分分布均匀，提高了外延均匀性和生产工艺稳定性，适合大尺寸衬底外延；另一方面，在镁源使用末期蒸气压也非常稳定，从而提高了使用效率和生产镓动率，降低生产成本，适合大规模量产。适合大规模量产。适合大规模量产。

【技术实现步骤摘要】
有机镁化合物及电子器件


[0001]本申请涉及金属有机化合物领域，具体涉及一种有机镁化合物及电子器件。

技术介绍

[0002]第三代半导体材料主要以氮化镓、碳化硅为主，生产过程分为单晶生长、外延层生长及器件制造三大步骤，对应的是产业链衬底、外延、器件与模组等大环节。
[0003]外延是整个产业链核心的中间环节，外延工艺技术直接影响器件的性能，对产业的发展起到非常关键的作用，而金属有机化合物是外延技术的关键支撑原材料，金属有机化合物的纯度和蒸气压稳定性直接决定了器件的性能，因此金属有机化合物的技术开发对产业的发展起到非常关键的作用。
[0004]镁元素通常作为掺杂剂用于外延生长P型氮化镓技术中，二茂镁是最常用的镁源，熔点大于170 ℃，常温常压下为无色晶体，作为固体源，二茂镁有很多局限性，比如由于产品颗粒的表面积小，且在使用钢瓶中易产生“沟流”，导致蒸气压不稳定，制备的芯片镁掺杂浓度不均匀，且二茂镁的使用率低于20%。
[0005]固态的二茂镁已无法适应满足现有工艺对大流量镁源蒸气的需求。为解决该问题，现有技术一般从二茂镁茂环上取代基或者二茂镁形态进行优化，如中国专利文献（申请公布号：CN112004959A，申请公布日：2020年11月27日）公开了一种适用于原子层沉积法的镁化合物，该镁化合物保持二茂镁的整体结构，同时将二茂镁茂环上一个氢原子替换为异丙基、仲丁基或叔丁基，但是该镁化合物只适用于原子层沉积法。中国专利文献（申请公布号：CN1399006A，申请公布日：2003年2月26日）公开了一种溶液镁源的制备方法，该方法将二茂镁或者二甲基二茂镁分散在溶剂中，形成高浓度的溶液镁源，从而替代固态的二茂镁，但是该方法不可避免会引入干扰外延工艺的溶剂。
[0006]因此，开发具有稳定的高饱和蒸气压、高使用率的镁源对半导体器件制造具有重要的意义。

技术实现思路

[0007]本申请提供一种新型结构的有机镁化合物，该有机镁化合物具有稳定的高饱和蒸气压和高使用率。
[0008]本申请一方面提供一种有机镁化合物，具有如下结构式（1）表示的结构：结构式（1）。
[0009]本申请另一方面提供一种电子器件，包括含有镁原子掺杂的外延层，所述镁原子由结构式（1）所示的有机镁化合物提供。
[0010]在一个实施方式中，所述外延层为Al
a
In
b
Ga1‑
a
‑
b
N层，其中，0≤a≤1，0≤b≤1，0≤a+b≤1，且a值和b值为恒定不变、线性或者非线性变化。
[0011]在一个实施方式中，所述Al
a
In
b
Ga1‑
a
‑
b
N层的掺杂浓度在1
×
10
18
个/cm3至5
×
10
20
个/cm3之间。
[0012]在一个实施方式中，所述电子器件为发光二极管、晶体管、激光器、探测器或者太阳能电池。
[0013]有益效果：本申请中，有机镁化合物在工作状态下是液态，具有稳定的高饱和蒸气压，非常适合做半导体掺杂的镁源掺杂剂；在镁源工艺中镁组分分布均匀，提高了外延均匀性和生产工艺稳定性，适合大尺寸衬底外延；另一方面，在镁源使用末期蒸气压也非常稳定，从而提高了使用效率和生产镓动率，降低生产成本，适合大规模量产电子器件。
附图说明
[0014]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例，附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分，本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1为实施例1制备的发光二极管外延片的结构示意图。
具体实施方式
[0015]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
[0016]本申请提供一种有机镁化合物，具有以下结构式（1）所示的结构：结构式（1）为便于理解和描述，对结构式（1）中碳原子进行了标号，三个甲基环戊二烯结构中碳原子分别标记为标号1、2、3、4、5和6，标号1＇、2＇、3＇、4＇、5＇和6＇，标号1＂、2＂、3＂、4＂、5＂和6＂。
[0017]以上结构式（1）所示的有机镁化合物还从未在现有技术中被报道，从具体结构式可见，该有机镁化合物由两个镁原子和三个甲基环戊二烯基团构成，这与现有的二茂镁、甲基二茂镁或者乙基二茂镁等的结构完全不一样。具体来看，该有机镁化合物结构式的核心
ppm峰 (H2
’
， H2
’’
， H4
’
， H4
’’
)与105.9 ppm峰(C2
’
， C2
’’
， C4
’
， C4
’’
)存在耦合，6.06 ppm峰 (H2) 与107.1 ppm峰(C2)存在耦合；HMBC的表征结果，5.80 ppm峰（H4， H5， H5
’
， H5
’’
)和5.93 ppm峰 (H2
’
， H2
’’
， H4
’
， H4
’’
)都和119.1 ppm峰(C1， C1
’
， C2
’’
， C3
’
， C3
’’
) 及118.9 ppm峰(C3)远程耦合；
13
C
‑
NMR的表征结果，
13
C NMR (125 MHz， C6D6)： δ = 119.1 (C1， C1
’
， C2
’’
， C3
’
， C3
’’
)， 118.9 (C3)， 107.1 (C2)， 106.7 (C4， C5， C5
’
， C5
’’
)， 105.9 (C2
’
， C2
’’
， C4
’
， C4
’’
)， 13.48 (C6， C6
’
， C6
’’
)；GC
‑
MS的表征结果，GC
‑
MS (EI
+
)： 281.2 [M
ꢀ‑ꢀ
H]+
、计算值C
18
H
17
Mg2： 281.1；%Mg(ICP
‑
OES)： 17.20%、计算值： 17.20%。
[0026]基于以上对该液态有机镁化合物的表征分析，可以确认该液态有机镁化合物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机镁化合物，其特征在于，具有如下结构式（1）表示的结构：结构式（1）。2.一种电子器件，包括含有镁原子掺杂的外延层，其特征在于，所述镁原子由权利要求1所述的有机镁化合物提供。3.根据权利要求2所述的电子器件，其特征在于，所述外延层为Al
a
In
b
Ga1‑
a
‑
b
N层，其中，0≤a≤1，0≤b≤1，0≤a+b≤1，且a值和b值为恒定不变、线性或者非线性变化。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨敏，徐耀中，范光华，李芳芳，刘子伟，徐涛，沈波，
申请(专利权)人：江苏南大光电材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：