n型氮化硼薄膜/p型单晶硅异质pn结原型器件及制备方法与流程

技术特征：
1.一种n型碳掺杂氮化硼薄膜/p型单晶硅异质pn结原型器件的制备方法，其特征在于，为以下步骤：(1)采用磁控溅射方法在p型单晶硅基底上制备碳掺杂氮化硼薄膜；所述p型单晶硅基底的厚度为100～500μm，所述p型单晶硅基底的电阻率为1～5ωcm，所述磁控溅射的靶材为含碳的六角氮化硼靶；所述磁控溅射方法按以下步骤进行：对磁控溅射室进行预抽真空后加热所述p型单晶硅基底至25～800℃；继续对磁控溅射室抽真空，直至达到1
×
10
‑4～1
×
10
‑5pa后；向磁控溅射室通入氩气50～100sccm和氮气0～50sccm至工作气压1～3pa；施加p型单晶硅基底负偏压0～
‑
200v；控制p型单晶硅基底和靶材的距离为4～8cm；设置靶溅射功率80～200w并起辉；进行薄膜溅射，溅射的时间为30min～3h，制备得到碳掺杂的氮化硼薄膜；所述碳掺杂的氮化硼薄膜的厚度为100～1000nm，所述碳掺杂的氮化硼薄膜的电阻率为10
‑4～10
‑3ωcm，所述碳掺杂的氮化硼薄膜的碳掺杂浓度为10
18
～10
20
cm
‑3，即得到所述n型碳掺杂氮化硼薄膜/p型单晶硅异质pn结；(2)分别在n型碳掺杂氮化硼薄膜/p型单晶硅异质pn结两侧制备ag接触电极，即制得所述n型碳掺杂氮化硼薄膜/p型单晶硅异质pn结原型器件。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对磁控溅射室进行预抽真空后加热所述p型单晶硅基底至100～600℃。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，抽真空后，向磁控溅射室通入氩气50sccm和氮气0～50sccm至工作气压1～3pa。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，向磁控溅射室通入氩气和氮气至工作气压后，施加所述p型单晶硅基底负偏压
‑
100～
‑
150v。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，向磁控溅射室通入氩气和氮气至工作气压后，控制所述p型单晶硅基底和靶材的距离为6～8cm。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，向磁控溅射室通入氩气和氮气至工作气压后，设置靶溅射功率120～150w并起辉。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，进行薄膜溅射，溅射的时间为2h。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述p型单晶硅基底依次在丙酮、乙醇、去离子水中超声清洗后，用氮气吹干。9.权利要求1所述的制备方法制得的一种n型碳掺杂氮化硼薄膜/p型单晶硅异质pn结原型器件，其特征在于，包括n型碳掺杂氮化硼薄膜层、p型单晶硅层和设置在n型碳掺杂氮化硼薄膜/p型单晶硅异质pn结两侧的ag接触电极，所述n型碳掺杂氮化硼薄膜层与p型单晶硅层之间形成异质结，所述n型碳掺杂氮化硼薄膜层是磁控溅射含碳的六角氮化硼靶形成的n型碳掺杂氮化硼薄膜层；所述p型单晶硅层的厚度为100～500μm，所述p型单晶硅层的电阻率为1～5ωcm，所述n型碳掺杂氮化硼薄膜层的厚度为100～1000nm，所述n型碳掺杂氮化硼薄膜层中碳的掺杂浓度为10
18
～10
20
cm
‑3，所述n型碳掺杂氮化硼薄膜层的电阻率为10
‑4～10
‑3ωcm。
10.权利要求9所述一种n型氮化硼薄膜/p型单晶硅异质pn结原型器件在半导体器件领域的应用。

技术总结
本发明提供了一种n型氮化硼薄膜/p型单晶硅异质pn结原型器件及制备方法，属于半导体材料领域。本发明采用磁控溅射方法在p型(100)面单晶硅基底上制备氮化硼薄膜；采用共溅射手段，在位碳掺杂得到n型氮化硼薄膜；然后在n型氮化硼薄膜一侧和p型单晶硅一侧分别制作银电极，即制得n型氮化硼薄膜/p型单晶硅异质pn结原型器件。本发明通过对氮化硼薄膜进行在位碳掺杂，得到电学性能优异的n型电导层，较比于未掺杂、硅掺杂的氮化硼薄膜的电学性能有显著提升；获得了整流特性良好的pn结原型器件。获得了整流特性良好的pn结原型器件。获得了整流特性良好的pn结原型器件。


技术研发人员：殷红 刘彩云 李宇婧 高伟
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：2019.05.09
技术公布日：2021/11/19