南通恒锐半导体有限公司冀璇获国家专利权
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龙图腾网获悉南通恒锐半导体有限公司申请的专利一种基于4H-SiC-GaN异质结构的p-i-n型紫外光电探测器及其制备方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120751784B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-11发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511243353.9,技术领域涉及:H10F30/223;该发明授权一种基于4H-SiC-GaN异质结构的p-i-n型紫外光电探测器及其制备方法是由冀璇;张梦龙;张海平;黄东园;刘超洋;李京波;罗昆明设计研发完成,并于2025-09-02向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于4H-SiC-GaN异质结构的p-i-n型紫外光电探测器及其制备方法在说明书摘要公布了:本发明涉及紫外光电探测器制备领域,具体涉及一种基于4H‑SiC‑GaN异质结构的p‑i‑n型紫外光电探测器及其制备方法,在材料结构层面,极大程度地降低了位错缺陷,为后续高质量晶体生长筑牢根基,确保探测器在复杂工况下结构稳定,有效避免因热胀冷缩或晶格应力引发的材料损坏,大大提升了探测器的可靠性与耐用性。制备工艺精细入微。采用MOCVD技术生长,各环节参数精确调控。再者高纯度金属搭配适宜的蒸发速率与沉积厚度,结合高真空物理气相沉积技术,确保金属与半导体形成良好欧姆接触,空穴注入效率高,减少载流子复合几率,有效提升光电转换效率,具有广阔的市场前景。
本发明授权一种基于4H-SiC-GaN异质结构的p-i-n型紫外光电探测器及其制备方法在权利要求书中公布了:1.一种基于4H-SiC-GaN异质结构的p-i-n型紫外光电探测器,其特征在于,所述紫外光电探测器自下而上依次为n型4H-SiC衬底、i型GaN外延层和p型掺杂GaN外延层; 所述p型掺杂GaN外延层上方表面与阳极电极相接触,所述n型4H-SiC衬底下表面与阴极电极相接触; 所述p-i-n型紫外光电探测器通过SilvacoTCAD软件进行仿真,计算过程中采用载流子费米统计和掺杂浓度的部分电离模型,即半导体中的电子浓度为: ; 半导体中的空穴浓度为: ; 取p型GaN外延层的掺杂浓度Na=5.0×1018cm-3,n型SiC衬底的掺杂浓度Nd=2.0×1018cm-3,i层为非有意掺杂GaN,由于氮空位的存在,非有意掺杂GaN通常表现为n型,且电子浓度在1016cm-3量级,同时设定i型GaN的宽度为200nm; 所述基于4H-SiC-GaN异质结构的p-i-n型紫外光电探测器的制备方法包括以下步骤: 步骤S1.衬底选择:选择6寸4H-SiC衬底; 步骤S2.i-GaN本征层生长:采用金属有机化学气相沉积技术,以三甲基镓作为镓源,氨气作为氮源,载气选用氢气,生长速率为0.4-0.6μmh,生长出厚度为190-210nm的i-GaN本征层; 步骤S3.p-GaN光子吸收层生长:采用金属有机化学气相沉积技术,以三甲基镓作为镓源,氨气作为氮源,载气选用氢气,掺杂剂镁以二茂镁Cp2Mg的形式引入,流量控制在0.8-1.2sccm,生长出厚度为280-320nm的p-GaN层; 步骤S4.电极制备:在p-GaN光子吸收层上表面蒸镀金属镍和铝,通过高真空物理气相沉积技术,在真空度1×10-6mbar的环境下进行蒸镀操作,使金属原子均匀地沉积在p-GaN表面; 步骤S5.在4H-SiC导电衬底下表面蒸镀金属钛和金属铝,在真空度1×10-6mbar的环境下进行蒸镀操作; 步骤S6.退火处理:金属电极蒸镀结束后,将器件放入快速热退火设备中,在氮气气氛纯度达99.999%的环境下,对器件进行退火处理,得到基于4H-SiC-GaN异质结构的p-i-n型紫外光电探测器; 步骤S1中所述6寸4H-SiC衬底的关键参数要求与步骤S2中所述i-GaN的晶格常数失配度为±0.5%,步骤S1中所述6寸4H-SiC衬底和步骤S2中所述i-GaN的热膨胀系数差值为±1×10-6K-1。
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