[发明专利]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

权利要求书

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10¹⁸～10²⁰cm^-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10¹⁸～10²⁰cm^-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。