[发明专利]一种基于氮化物量子点的共振隧穿二极管器件及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于氮化物量子点的共振隧穿二极管器件及其制备方法，隧穿二极管核心部分是夹在氮化物势垒的GaN或者InGaN量子点，通过聚焦激光光束的照射，可以实现定位和操纵单量子态。本发明的优点在于综合氮化物的宽禁带和量子点提供的分裂能级等特点，使得本方法十分适用于光谱范围较宽的微弱光探测。所述外延生长方法还可以通过调节InGaN中的In组分实现特定波长的光探测，而且外延结构和器件结构相对简单，条件温和，具有广泛的应用价值。

主权项

一种基于氮化物量子点的共振隧穿二极管器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法步骤如下：（1）衬底材料层1使用之前在H2环境下进行清洗，温度为，反应室压强为1～1000mbar，优选100～500 mbar；（2）载气为H2，衬底材料层1上生长缓冲层2，所述缓冲层2为AlN或GaN，厚度为1～100nm，生长温度为，反应室压强为1～1000mbar，优选200～600 mbar；（3）载气为H2，在GaN缓冲层2上生长n‑GaN层3，厚度为，生长温度为，反应室压强为1～1000mbar，优选200～600 mbar，在该n‑GaN层3中Si的浓度为（4）载气切换为N2，在n‑GaN层3上生长GaN层4，厚度为1～100nm，优选10～50nm，生长温度为，反应室压强为1～1000mbar，优选200～600 mbar；（5）载气为N2，在GaN层4上生长AlN层5，厚度为1～50nm，优选2～10nm，生长温度为，反应室压强为1～1000mbar，优选200～600 mbar；（6）载气为N2，在AlN层5上生长InGaN量子点层6，生长温度为，反应室压强为1～1000mbar，优选200～600 mbar；（7）载气为N2，在InGaN量子点层6上生长AlN层7，厚度为1～50nm，优选2～10nm，生长温度为，反应室压强为1～1000mbar，优选200～600 mbar；（8）载气为N2，在AlN层7上生长GaN层8，厚度为1～100nm，优选10～50nm，生长温度为，反应室压强为1～1000mbar，优选200～600 mbar；（9）载气为H2，在GaN层8上生长n‑GaN层9，厚度为100nm～10μm，生长温度为，反应室压强为1～1000mbar，优选200～600 mbar；在该n‑GaN层9中Si的浓度为（10）反应室降温，恢复原始条件，生长结束；（11）采用感应耦合等离子体刻蚀预设材料表面，刻蚀深度直至n‑GaN层3为止；所述材料表面和刻蚀台面制作欧姆电极，使用Au或Ge或Ni金属。