绝缘材料，具有0.41nm的晶格常数，大于3eV的带隙，并且是透明的。
[0043]在这种情况下，将BaSnO3用作Ba PyLaySnO3的基材的原因如下。首先，根据基础科学，当带隙接近4eV的绝缘体与12tVcm3或更小的金属材料掺杂时，很难预期存在大载流子迀徙率的材料。然而，在本发明的实施方案中，已确认通过A位点掺杂可以在具有AB03g构的钙钛矿型金属氧化物结构如BaSnO3中实现高载流子迀徙率。即，钙钛矿型金属氧化物具有比其他结构的金属氧化物更高的结晶温度，然而，它具有提供在两个阳离子位置掺杂材料的可能性的优点。确切地说，在本发明的实施方案中，将具有3eV的高带隙的钙钛矿型金属氧化物BaSnO3用作Ba ^LaySnO3的基材。
[0044]8&31103具有大于3eV的带隙并且这意味着透明度很高。而且，使用BaSnO 3的具有高带隙的Bai_yLaySn03在透明度方面与带隙约1.2eV的硅和带隙约1.5eV的GaAs相比具有优势。
[0045]可选地，可以通过使Ba化合物与La化合物和Sn化合物反应来形成BahyLaySnO3tj在这种情况下，8&0)3或BaO可用作Ba化合物。La 20可用作La化合物。并且SnO2可用作Sn化合物。例如，将Ba化合物、La化合物和Sn化合物依据BahLaySnO3OKya.1)的组成比混合，然后通过在范围从500°C到1500°C的温度下使Ba化合物、La化合物和Sn化合物反应来制备Bai_yLaySn03。在这种情况下，由于Bai_yLaySn03的晶体结构并不会在500°C或更低温度下形成，并且由于在大于1500°C的温度下Bai_yLaySn03的晶体结构被破坏或者作为透明化合物半导体的性质被降低，因此，反应在范围从500°C到1500°C的温度下进行。
[0046]当通过使Ba化合物与La化合物和Sn化合物反应来形成1^_?03时，可提供基体衬底并且可以在基体衬底上使用物理或化学方法形成Bai_yLaySn03。与晶格常数0.41nm的BaSnO3类似的材料如具有ABO 3结构的钙钛矿型金属氧化物结构可被用作基体衬底。例如，晶格常数在0.37nm到0.45nm范围内的51*1103、1^4103、512103、83他03等可被用作基体衬底，但并不限于此。
[0047]通过使Ba化合物与La化合物和Sn化合物反应形成的Bai_yLaySn03具有10cm2/V-s或更高的载流体迀徙率。确切地说，Bai_yLaySn03在室温下具有1cm 2/V_s或更高的载流体迀徙率。
[0048]已通过电流电压特性确认通过上述描述制备的样品是否具有PN结二极管的性质。
[0049]首先，在高温下检测样品的电流电压特性，因此可以确认样品显示出如图1和图2所示的二极管的特性。
[0050]此外，在室温下检测样品的电流电压特性，因此可以确认样品显示出如图3和图4所示的二极管的特性。
[0051]由于N型第一透明化合物半导体层和根据本发明的实施方案使用Ba1^xKxSnO3 (0<x ( 0.7)制备的样品显示出二极管的性质，可以确认根据本发明的实施方案的Ba1ILaySnO3OKx ( 0.7)具有P型半导性。
[0052]那么，可以通过PN结二极管确认根据本发明实施方案的基于SrSnO3的透明化合物半导体具有如图5和图6所示的P型半导性。此处，图5和图6显示了使用根据本发明第二示例性实施方案的透明化合物半导体制备的样品在室温下表现的电流电压特性曲线图。图5是线性标尺电流电压特性曲线图而图6是对数标尺电流电压特性曲线图。
[0053]根据本发明的第二示例性实施方案，将SrSrvxRuxO3 (0〈x ( 0.7)用作透明化合物半导体并且将SrSrvySbyO3OKy < 0.1)用作N型透明化合物半导体。
[0054]在这种情况下，通过在KTaO3 (KTO)衬底上堆垛SrSrvySbyO3 (0<y彡0.1)和SrSn1^xRuxO3 (0<x ( 0.7)来形成样品。即，通过沉积56]11_#1^03在KTO衬底上形成第一 N型化合物半导体层。然后，通过在第一化合物半导体层上沉积SrSrvxRuxO3来形成第二化合物半导体层。在这种情况下，SrRuO3沉积在第二化合物半导体层上。在这种情况下，通过镂空掩膜分别形成第二化合物半导体层和SrRu03。
[0055]已通过电流电压特性确认通过上述描述制备的样品是否具有PN结二极管的性质。
[0056]首先，在室温下检测样品的电流电压特性，因此可以确认样品显示出如图5和图6所示的二极管的特性。
[0057]由于N型第一透明化合物半导体层和根据本发明实施方案使用SrSn1^xRuxO3 (0<x ( 0.7)制备的样品显示出二极管的性质，可以确认根据本发明实施方案的 SrSn1^xRuxO3 (0<x ( 0.7)具有 P 型半导性。
[0058]另外，也可以通过PN结确认具有组成BaSrvxMxO3OKx彡0.7)的透明化合物半导体以及根据本发明实施方案的透明化合物半导体具有P型半导性。例如，如上所述，由于其中根据本发明第二实施方案的361103与Ru掺杂的化合物半导体显示出P型半导性，可以间接地确认，其中8351103与Ru掺杂的透明化合物半导体也显示出P型半导性。
[0059]进一步地，可以如下文所述确认具有组成SrvxRuxO2OKx彡0.7)的透明化合物半导体以及根据本发明实施方案的透明化合物半导体的P型半导性。即，由于可以由BaSrvxMxO3和SrSn ^xRuxO3开多成P型透明化合物半导体，可以间接地确认根据本发明实施方案的SrvxMxO2 (0〈x ( 0.7)也显示出P型半导性。
[0060]本说明书中公开的实施方案与附图仅为有助于理解本发明的实例并且本发明并不仅限于此。对于本技术领域的专业人员来说显而易见的是，基于本发明的技术领域，也可以进行除本文公开的实施方案之外的各种改良。
【主权项】
1.P型掺杂透明化合物半导体，其包含掺杂有M(M是Ru、Ga、Cu、Zn、K、Na以及Rb中的一种)的(Ba, Sr) SnO3和 SnO 2 之一，其中(Ba, Sr) SnO3是指 Ba ^ySrySnO3 (O 彡 y 彡 1.0)。
2.如权利要求1所述的P型掺杂透明化合物半导体，其具有组成(Ba，Sr)SrvxMxO3 (0〈x ^ 0.7), 其中 M 是 Ru、Ga、Cu 和 Zn 中的一种，并且(Ba, Sr) SrvxMxO3是指 Ba ^ySrySrvxMxO3 (O< y < 1.0) ο
3.如权利要求1所述的P型掺杂透明化合物半导体，其具有组成(Ba，Sr)^xMxSnO3 (O〈X 彡 0.7)， 其中M是K、Na和Rb中的一种，并且(Ba1SrlxMxSnOg指(Ba1^Sry) ^xMxSnO3 (O ^ y ^ 1.0)。
4.如权利要求1所述的P型掺杂透明化合物半导体，其具有组成Sn^xMxO2 (0<x < 0.7)， 其中M是Ru。
5.P型掺杂透明化合物半导体，其具有组成(Ba，Sr) Sn1^xRuxO3 (0<x彡0.7)，其中(Ba，Sr)是指 Bai_ySry(0 彡 y 彡 1.0)。
6.如权利要求5所述的P型掺杂透明化合物半导体，其中通过用Ru掺杂(Ba,Sr) SnO 3来形成(Ba, Sr) Sn1^RuxO3O
7.P型掺杂透明化合物半导体，其具有组成(Ba，Sr) ^xKxSnO3 (0<x < 0.7)，其中(Ba，Sr)是指 Bai_ySry(0 彡 y 彡 1.0)。
8.如权利要求7所述的P型掺杂透明化合物半导体，其中通过用K掺杂(Ba，Sr)SnO 3来形成(Ba, Sr) ^xKxSnO3O
9.P型掺杂透明化合物半导体的制备方法，通过用M(M是Ru、Ga、Cu、Zn、K、Na和Rb中的一种)取代(Ba，Sr) SnOjP SnO 2之一中包含的(Ba，Sr)和Sn之一来进行P型掺杂。
【专利摘要】本发明涉及P型掺杂透明化合物半导体及用于其的P型掺杂方法，其目的是提供基于(Ba,Sr)SnO3或SnO2经由P型掺杂后具有透明性和导电性的透明化合物半导体。本发明提供具有掺杂有M(M是Ru、Ga、Cu、Zn、K、Na或Rb中的一种)的(Ba,Sr)SnO3或SnO2的P型透明化合物半导体，以及用于其的P型掺杂方法。取代(Ba,Sr)SnO3或SnO2中包含的(Ba,Sr)和Sn的M具有0＜x≤0.7的组成。(Ba,Sr)SnO3是指Ba1-ySrySnO3(0≤y≤1.0)。
【IPC分类】H01B1-08, H01B13-00
【公开号】CN104641422
【申请号】CN201480002425
【发明人】车国麟, 任志淳
【申请人】瑞福龙株式会社
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年1月14日
【公告号】EP2894640A1, EP2894640A4, US20150155067, WO2014157818A1