基于硼-氧共掺N型金刚石的金刚石PN结及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于硼‑氧共掺N型金刚石的金刚石PN结及其制备方法，首先对金刚石衬底进行表面处理；然后采用MPCVD工艺，通入刻蚀气体和碳源气体在金刚石衬底上外延金刚石缓冲层；之后通入硼源和氧源，继续外延硼‑氧共掺的单晶金刚石，得到硼‑氧共掺N型金刚石层，所述硼源和氧源中，硼、氧元素比为1:1～1:5；之后停止氧源通入，保持温度和压力不变，在硼‑氧共掺N型金刚石层上沉积P型金刚石层；最后利用光刻工艺，刻蚀掉部分P型金刚石层作制备N电极，在P型金刚石层上制备P电极，得到金刚石PN结。本发明专利技术的制备方法步骤简单、成本低，所得PN结相比现有材料制成的PN结能够承受更大的电压、产生更小的漏电流，形成更好的导通与截止性质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体工艺，涉及一种金刚石半导体制备技术，具体涉及一种基于硼-氧共掺n型金刚石的金刚石pn结及其制备方法。

技术介绍

1、pn结是各种半导体器件的基础，如整流二极管、稳压二极管、发光二极管、结型场效应管和绝缘栅场效应管等，其广泛应用了pn结的单向导通性能、击穿特性和光电效应等。在硅基半导体中，pn结受到禁带宽度等材料性质制约，在高速、高功率器件中已经不能满足性能需求。

2、金刚石是一种具有宽禁带(～5.5ev)、高热导率(20w/cm·k)、高击穿场强、高化学稳定性的半导体材料。其电子迁移率约是si的电子迁移率3倍，空穴迁移率则是si空穴迁移率的4倍。由于其优异的性能，甚至可以应用于高温、辐射等极端环境。在电子器件领域，金刚石将拥有广阔的应用前景。虽然p型金刚石半导体已经较为成熟，但是n型掺杂的缺失使得金刚石pn结迟迟不能实现，作为“终极半导体”的金刚石的优异性质迟迟不能在器件中得到应用。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提出了一种基于硼-氧共掺n型金刚石本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于硼-氧共掺N型金刚石的金刚石PN结的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的金刚石PN结的制备方法，其特征在于：在沉积硼-氧共掺的单晶金刚石先通入蚀气体和碳源气体在金刚石衬底上沉积单晶金刚石，外延金刚石缓冲层，然后在金刚石缓冲层上外延硼-氧共掺N型金刚石层。

3.根据权利要求2所述的金刚石PN结的制备方法，其特征在于：所述表面处理包括表面抛光处理和表面清洁处理，表面清洁方式为浓酸浸泡后超声清洗，并干燥。

4.根据权利要求1所述的金刚石PN结的制备方法，其特征在于：所述刻蚀气体包括氢气、氢气-氩气混合气体。

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【技术特征摘要】

1.一种基于硼-氧共掺n型金刚石的金刚石pn结的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的金刚石pn结的制备方法，其特征在于：在沉积硼-氧共掺的单晶金刚石先通入蚀气体和碳源气体在金刚石衬底上沉积单晶金刚石，外延金刚石缓冲层，然后在金刚石缓冲层上外延硼-氧共掺n型金刚石层。

3.根据权利要求2所述的金刚石pn结的制备方法，其特征在于：所述表面处理包括表面抛光处理和表面清洁处理，表面清洁方式为浓酸浸泡后超声清洗，并干燥。

4.根据权利要求1所述的金刚石pn结的制备方法，其特征在于：所述刻蚀气体包括氢气、氢气-氩气混合气体。

5.根据权利要求1所述的金刚石pn结的制备方法，其特征在于：所述金...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘胜，吴改，沈威，孙祥，张栋梁，汪启军，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：