1.一种电子装置,包括:
n型超晶格,所述n型超晶格提供n型导电性;以及
p型超晶格,所述p型超晶格提供p型导电性;
所述n型超晶格包括交替的基质层和施主杂质层,其中:
所述基质层基本上由III族金属氮化物半导体材料组成;并且
所述施主杂质层基本上由对应的施主材料组成;
所述p型超晶格包括交替的基质层和受主杂质层,其中:
所述基质层基本上由所述III族金属氮化物半导体材料组成;并且
所述受主杂质层基本上由对应的受主材料组成。
2.如权利要求1所述的电子装置,其中所述电子装置为紫外线发光二极管或紫外线光检测器。
3.如权利要求1所述的电子装置,其中所述n型超晶格和所述p型超晶格形成PN结。
4.如权利要求1所述的电子装置,其进一步在所述n型超晶格与所述p型超晶格之间包括由一种或多种III族金属氮化物半导体材料组成的本征区以形成PIN结。
5.如权利要求4所述的电子装置,其中所述本征区具有沿生长方向变化的带隙。
6.如权利要求4所述的电子装置,其中所述本征区基本上由以下各项之一组成:
纯III族金属氮化物半导体材料;
III族金属氮化物半导体材料,其包括至少一种晶体结构改性剂,其中所述晶体结构改性剂选自氢、氧、碳、稀土金属或镧系金属中的至少一者;以及
非故意掺杂的III族金属氮化物半导体材料。
7.如权利要求4所述的电子装置,其中所述p型超晶格或所述n型超晶格的周期或占空比使得所述p型超晶格或所述n型超晶格对所述本征区的光子发射波长或光子吸收波长是透明的。
8.如权利要求1所述的电子装置,其中所述III族金属氮化物半导体材料中的III族金属包括以摩尔计至少约50%的Al。
9.如权利要求1所述的电子装置,其中所述III族金属氮化物半导体材料选自以下各项中的至少一者:
氮化铝(AlN);
氮化铝镓(AlxGa1-xN),其中0<x<1;
氮化铝铟(AlxIn1-xN),其中0<x<1;以及
氮化铝镓铟(AlxGayIn1-x-yN),其中0<x<1、0<y<1且x+y<1。
10.如权利要求1所述的电子装置,其中所述施主材料为硅(Si)。
11.如权利要求1所述的电子装置,其中所述施主材料选自以下各项中的至少一者:
锗(Ge);
硅锗(SixGe1-x),其中0<x<1;
晶体氮化硅(SixNy),其中0<x<3且0<y<4;
晶体氮化锗(GexNy),其中0<x<3且0<y<4;
晶体氮化硅铝镓(Siu[AlxGa1-y]zNv),其中u>0、x>0、0<y<1、z>0且v>0;以及
晶体氮化锗铝镓(Geu[AlxGa1-y]zNv),其中u>0、x>0、0<y<1、z>0且v>0。
12.如权利要求1所述的电子装置,其中所述受主材料为镁(Mg)。
13.如权利要求1所述的电子装置,其中所述受主材料选自以下各项中的至少一者:
锌(Zn);
碳(C);
晶体氮化镁(MgxNy),其中x>0且y>0;
晶体氮化锌(ZnxNy),其中x>0且y>0;
氮化镁铝镓(Mgu[AlxGa1-y]zNv),其中u>0、x>0、0<y<1、z>0且v>0;以及
氮化锌铝镓(Znu[AlxGa1-y]zNv),其中u>0、x>0、0<y<1、z>0且v>0。
14.如权利要求1所述的电子装置,其中每个基质层具有介于约1nm与约25nm之间的厚度。
15.如权利要求1所述的电子装置,其中每个施主杂质层或每个受主杂质层具有介于约0.25nm与约2nm之间的厚度。
16.如权利要求1所述的电子装置,其中每个施主杂质层或每个受主杂质层为所述施主材料或所述受主材料的原子的单层。
17.如权利要求16所述的电子装置,其中每个施主杂质层或受主杂质层的平面上的所述施主材料或所述受主材料的原子之间的平均间距小于1nm。
18.如权利要求16所述的电子装置,其中每个施主杂质层或受主杂质层的平面上的所述施主材料或所述受主材料的原子之间的平均间距为大约0.1nm。
19.如权利要求1所述的电子装置,其进一步包括邻近所述n型超晶格的缓冲区,所述缓冲区基本上由AlN和/或GaN组成,并且所述缓冲区具有介于100nm与500nm之间的厚度。
20.如权利要求1所述的电子装置,其进一步包括邻近所述n型超晶格的缓冲区,其中所述缓冲区包括超晶格,所述超晶格包括AlN和GaN与等效于所述III族金属氮化物半导体材料的块状成分的交替层。
21.如权利要求1所述的电子装置,其进一步包括:
衬底;以及
缓冲区,所述缓冲区位于所述n型超晶格或所述p型超晶格与所述衬底之间。
22.如权利要求1所述的电子装置,其中所述n型超晶格或所述p型超晶格受到拉伸应变或压缩应变。
23.如权利要求1所述的电子装置,其中所述n型超晶格或所述p型超晶格具有电子波函数和空穴波函数,并且所述电子波函数的峰值没有在空间上与所述空穴波函数的峰值对准。
24.如权利要求1所述的电子装置,其中所述p型超晶格和所述n型超晶格各自包括至少10个基质层和至少10个施主杂质层或受主杂质层。
25.如权利要求1所述的电子装置,其中所述p型超晶格的周期和所述n型超晶格的周期是统一的。
26.如权利要求1所述的电子装置,其中所述p型超晶格的周期或所述n型超晶格的周期是不统一的。
27.如权利要求1所述的电子装置,其中所述基质层包括非故意掺杂的III族金属氮化物半导体材料。
28.一种提供p型导电性或n型导电性的超晶格,所述超晶格包括交替的基质层和杂质层,其中:
所述基质层基本上由半导体材料组成;并且
所述杂质层基本上由对应的施主材料或受主材料组成。
29.如权利要求28所述的超晶格,其中所述施主材料或所述受主材料包括元素周期表的镧系元素中的原子种类中的一者或多者。
30.如权利要求28所述的超晶格,其中所述施主材料或所述受主材料包括大部分钆(Gd)。
31.如权利要求28所述的超晶格,其中所述施主材料或所述受主材料选自公式为LxNy的晶体镧系元素氮化物成分,其中L为镧系元素原子的至少一个种类并且N为氮,其中0<x≤3且0<y≤2。
32.如权利要求31所述的超晶格,其中所述施主材料或所述受主材料为氮化钆GdxNy,其中0<x≤3且0<y≤2。
33.如权利要求28所述的超晶格,其中所述基质层具有彼此类似的厚度或所述杂质层具有彼此类似的厚度。
34.如权利要求28所述的超晶格,其中后续基质层具有显著不同的厚度或后续杂质层具有显著不同的厚度。
35.如权利要求28所述的超晶格,其中所述杂质层各自具有至少半个单层且小于五个单层的厚度。
36.如权利要求28所述的超晶格,其中所述杂质层各自具有至少一个单层且小于或等于两个单层的厚度。
37.如权利要求36所述的超晶格,其中所述杂质层各自形成六边形晶体网格并且所述基质层具有纤维锌矿晶体结构。
38.如权利要求37所述的超晶格,其中所述半导体材料为硅烯或石墨烯。
39.如权利要求28所述的超晶格,其中后续杂质层隔开一定距离,以使得由所述施主材料或所述受主材料的所述原子诱发的电子势阱中的所述电子波函数或所述空穴波函数在空间上重叠。
40.如权利要求28所述的超晶格,其中所述杂质层在施主杂质层与受主杂质层之间连续地交替。
41.一种经由成膜工艺制作p型超晶格或n型超晶格的方法,所述方法包括以下步骤:
a.将衬底装载到反应室中;
b.将所述衬底加热到成膜温度;
c.在所述衬底上形成基本上由III族金属氮化物半导体材料组成的基质层;
d.在所述基质层上形成第一氮终端表面;
e.在所述第一氮终端表面上形成基本上由对应的施主材料或受主材料组成的杂质层;
f.在所述杂质层上形成氮层以形成第二氮终端表面;
g.在所述第二氮终端表面上形成基本上由所述III族金属氮化物半导体材料组成的基质层;
h.重复步骤(d)至(g)直到所述超晶格达到所需厚度或包括所需数量的层。
42.如权利要求41所述的方法,其中所述半导体材料选自以下各项中的至少一者;
氮化铝(AlN);
氮化铝镓(AlxGa1-xN),其中0<x<1;
氮化铝铟(AlxIn1-xN),其中0<x<1;以及
氮化铝镓铟(AlxGayIn1-x-yN),其中0<x<1、0<y<1且x+y<1。
43.如权利要求41所述的方法,其中所述施主材料为硅(Si)。
44.如权利要求41所述的方法,其中所述施主材料选自以下各项中的至少一者:
锗(Ge);
硅锗(SixGe1-x),其中0<x<1;
晶体氮化硅(SixNy),其中0<x<3且0<y<4;
晶体氮化锗(GexNy),其中0<x<3且0<y<4;
晶体氮化硅铝镓(Siu[AlxGa1-y]zNv),其中u>0、x>0、0<y<1、z>0且v>0;以及
晶体氮化锗铝镓(Geu[AlxGa1-y]zNv),其中u>0、x>0、0<y<1、z>0且v>0。
45.如权利要求41所述的方法,其中所述受主材料为镁(Mg)。
46.如权利要求41所述的方法,其中所述受主材料选自以下各项中的至少一者:
锌(Zn);
碳(C);
晶体氮化镁(MgxNy),其中x>0且y>0;
晶体氮化锌(ZnxNy),其中x>0且y>0;
氮化镁铝镓(Mgu[AlxGa1-y]zNv),其中u>0、x>0、0<y<1、z>0且v>0;以及
氮化锌铝镓(Znu[AlxGa1-y]zNv),其中u>0、x>0、0<y<1、z>0且v>0。
47.如权利要求41所述的方法,其中:
进行步骤(d)至(g)的所述重复,直到所述超晶格达到所述所需数量的层;并且
所述所需数量的层为至少10个基质层和至少10个杂质层。
48.如权利要求41所述的方法,其中所述成膜工艺为真空沉积工艺、分子束外延工艺或气相沉积工艺。
49.如权利要求41所述的方法,其中所述成膜温度介于约500℃与约850℃之间。
50.如权利要求41所述的方法,其中所述所需厚度介于约50nm与约5μm之间。
51.如权利要求41所述的方法,其中所述反应室缺乏足够的氢(H)、氧(O)和碳(C)种类,从而不会影响所述超晶格的电子质量或结构质量。
52.如权利要求41所述的方法,其包括生长中断,用于使用受激分子氮种类来进行氮终端表面制备。
53.如权利要求41所述的方法,其中所述基质层和所述杂质层沿着生长方向具有显著的金属极极性或沿着所述生长方向具有氮极性。