透明化合物半導體及其p型摻雜方法
【專利說明】透明化合物半導體及其P型摻雜方法發明領域
[0001]本發明涉及透明化合物半導體及其制備方法，更確切地說，涉及具有透明性和導電性的P型摻雜透明化合物半導體及其P型摻雜的方法。
[0002]發明背景
[0003]目前，信息和通信技術的一個趨勢是將電子器件功能和顯示器件功能融合。為了融合電子器件功能和顯示器件功能，電子器件應當是透明的。
[0004]因此，積極進行了對以下的研宄:執行電子器件功能的同時滿足透明性的透明半導體，透明導體，及其制備方法。例如，氧化銦錫(ITO)作為透明導體開發并應用，以及開發了 ZnO等。然而，穩定性降低并且因此用于透明半導體的可能性也十分地有限。
[0005]發明概述
[0006]技術問題
[0007]本發明涉及提供具有透明性與導電性的P型摻雜透明化合物半導體及其制備方法。
[0008]技術方案
[0009]本發明一方面提供了 P型摻雜透明化合物半導體，其具有摻雜M(M是Ru、Ga、Cu、Zn、K、Na 以及 Rb 中的一種)的(Ba, Sr) SnO3和 SnO 2之一，并且(Ba, Sr) SnO 3是指Ba1^SrySnO3 (O y 1.0)。
[0010]P型摻雜透明化合物半導體，其具有組成(Ba，Sr) SrvxMxO3OKx彡0.7)，M是Ru、Ga、Cu 和 Zn 中的一種，并且(Ba, Sr) SrvxMxO3是指 Ba ^ySrySrvxMxO3 (O 彡 y 彡 1.0)。
[0011]P型摻雜透明化合物半導體，其具有組成(Ba，Sr) HMxSnO3OKx彡0.7)，M是K、Na和 Rb 中的一種，并且(Ba，Sr)卜^^叫是指(Ba ^ySry) ^xMxSnO3 (O 彡 y 彡 L O)。
[0012]P型摻雜透明化合物半導體，其具有組成SrvxMxO2OKx ( 0.7)，并且M可以是Ru。
[0013]本發明的另一方面提供P型摻雜透明化合物半導體，其具有組成(Ba，Sr)Sn1^RuxO3 (0<x < 0.7)。
[0014]在P型摻雜透明化合物半導體中，可以通過用Ru摻雜(Ba，Sr) SnO3來形成(Ba，Sr)Sn1^xRuxO3C
[0015]本發明的又一方面提供P型摻雜透明化合物半導體，其具有組成(Ba，S1hKxSnO3(0〈x 彡 0.7) ο
[0016]在P型摻雜透明化合物半導體中，可以通過用K摻雜(Ba，Sr) SnO3來形成(Ba, Sr) ^xKxSnO30
[0017]本發明的另一方面提供P型摻雜透明化合物半導體的制備方法，通過用M(M是Ru、Ga,Cu,Zn,K,Na和Rb中的一種)取代(Ba, Sr) SnO3和SnO 2之一中包含的(Ba, Sr)和Sn之一來進行P型摻雜。
[0018]有益效果
[0019]根據本發明實施方案的透明化合物半導體，用M(M是Ru、Ga、Cu、Zn、K、Na和Rb中的一種)對未經摻雜的(Ba，Sr) SnOjP SnO 2之一進行摻雜，因而可以獲得具有透明性和導電性的P型透明化合物半導體。
[0020]附圖簡述
[0021]圖1和圖2為使用根據本發明第一示例性實施方案的透明化合物半導體制備的樣品在高溫下的電流電壓特性曲線圖。
[0022]圖3和圖4為使用根據本發明第一示例性實施方案的透明化合物半導體制備的樣品在室溫下的電流電壓特性曲線圖。
[0023]圖5和圖6為使用根據本發明第二示例性實施方案的透明化合物半導體制備的樣品在室溫下的電流電壓特性曲線圖。
[0024]發明詳述
[0025]下文將集中在為了理解本發明的實施方案所必需的配置來進行描述。因此，忽略了有可能使本發明要點變得模糊的其他配置的描述。
[0026]下文所述并在說明書和權利要求書里使用的術語與用詞，并不僅僅解釋為通常使用的含義或者字典中的含義，也應當解釋為與本發明的技術領域相一致的含義或概念，基于發明人為了通過最優方式描述本發明而適當地定義術語概念的原則。因此，由于在說明書中描述的實施方案和附圖中示出的配置只是示例性實施方案并且不代表本發明的全部技術范圍，應理解為本發明覆蓋了在提交本申請時的多種等同物、改良以及替代。
[0027]下文中，將參照附圖詳細描述本發明的示例性實施方案。
[0028]根據本發明的實施方案的透明化合物半導體為基于未摻雜的(Ba, Sr) SnCVfP SnO 2之一的P型透明化合物半導體，并且(Ba，Sr) SnOjP SnO2之一與M摻雜(M是Ru、Ga、Cu、Zn、K、Na和Rb中的一種)。即，在本發明的實施方案中的透明化合物半導體中，未摻雜的(Ba, Sr) SnO3和SnO 2之一中包含的(Ba, Sr)和Sn之一被M取代并且M具有0〈x彡0.7的組成。在此情況下，(Ba, Sr)是指BapySry (O彡y彡1.0)。SnO2S無定形或者結晶的。
[0029]例如，本發明的實施方案中的透明化合物半導體可以具有組成(Ba，Sr)SrvxMxO3 (0〈x ^ 0.7) ο 在此情況下，M 可以是 Ru、Ga、Cu 和 Zn 中的一種。(Ba, Sr) SrvxMxO3是指(BahySry)SnhMxCV
[0030]本發明的實施方案中的透明化合物半導體可以具有組成(Ba，Sr)SrvxMxO3 (0〈x ^ 0.7) ο 在此情況下，M 可以是 K、Na 和 Rb 中的一種。(Ba, Sr) ^xMxSnO3是指(Ba1^Sry) ^xMxSnO3O
[0031]本發明的實施方案中的透明化合物半導體可以具有組成SrvxMxO2 (0〈x< 0.7)。在此情況下，M可以是Ru。在本發明中，由于P型透明化合物半導體可以從(Ba，Sr) SrvxMxO3形成并且仙02與SnO2晶體結構相同，本發明的實施方案中的P型透明化合物半導體也可以從 SrvxMxO2 (0〈x ( 0.7)形成。
[0032]在本發明中，M具有0〈x ^ 0.7的組成比，使得本發明的實施方案中的透明化合物半導體具有P型半導性。即，例如，由于在X為零的情況下(Ba，Sr) SnO3具有絕緣體性質，因此X應當大于零。例如，由于在M通過摻雜而大于0.7的情況下(Ba, Sr) SrvxMxO3被金屬化，M應該具有0.7或更小的組成比。因此，M具有0〈x ^ 0.7的組成比，使得本發明的實施方案中的透明化合物半導體具有P型半導性。
[0033]通過PN結二極管，可以確認本發明的實施方案中的基于(Ba, Sr) SnO3的透明化合物半導體具有圖1-4所示的P型半導性。此處，圖1和圖2顯示了使用基于本發明的第一示例性實施方案的透明化合物半導體制造的樣品的高溫電流電壓特性曲線圖。圖3和圖4顯示了使用基于本發明的第一示例性實施方案的透明化合物半導體制造的樣品的室溫電流電壓特性曲線。圖1和圖3是線性標尺電流電壓特性曲線圖，而圖2和圖4是對數標尺電流電壓特性曲線圖。
[0034]Ba1^xKxSnO3(0<x ( 0.7)用作本發明的第一示例性實施方案中的透明化合物半導體，Ba1^yLaySnO3 (0<y<0.1)用作N型透明化合物半導體。
[0035]通過在氧化鍶錫(STO)襯底上依序堆垛Β&1_?03(0〈7〈0.1)和Ba1^xKxSnO3 (0<χ ( 0.7)來形成樣品。即，通過將Ba^LaySnCyX積在STO襯底上形成N型第一透明化合物半導體層。接下來，通過將BahKxSnOJX積在第一透明化合物半導體層上來形成第二透明化合物半導體層。通過使用鏤空掩膜形成第二透明化合物半導體層。
[0036]在樣品中，形成的第一和第二透明化合物半導體層具有相同的厚度。
[0037]在這種情況下，用作樣品的N型透明化合物半導體BahyLaySnCV^M (Ba+La):Sn= 1:1的組成比。
[0038]此處，BapyLaySnO3具有0〈x〈0.1的組成比，使得Ba ^LaySnO3具有半導性。由于在y = 0(即La = O)的情況下BaSnO3成為絕緣體，La的組成比應當大于零。而且，由于在摻雜La后組成比大于0.1的情況下Baa9Laa ^nO3成為金屬，La應當具有小于0.1的組成比。因此，為了獲得半導性，Bai_yLaySn03具有0〈y〈0.1的組成比。
[0039]形成的BahyLaySnO^有從0.4nm到400nm范圍內的厚度是優選的，由此獲得較好的透明性、穩定性，以及1cmVV-S或更大的載流子迀移率。形成具有上述厚度的BapyLaySnO3的理由如下。首先，由于0.4nm的厚度與單層原子層的厚度一致，不會形成具有小于0.4nm的厚度的BahyLaySnO3tj并且，當BahyLaySnO3厚度大于400nm時，透明性會降低。
[0040]可以單晶形式或外延薄膜形式制造Bai_yLaySn03。
[0041]可以如下使用Bai_yLaySn03形成N型透明化合物半導體。
[0042]首先，可以通過用La摻雜BaSnO3B成Ba ^yLaySnO3。8&51103是