RU2396634C2 - METHOD OF MAKING HETEROGENEOUS p-n JUNCTION BASED ON ZINC OXIDE NANORODS - Google Patents
METHOD OF MAKING HETEROGENEOUS p-n JUNCTION BASED ON ZINC OXIDE NANORODS Download PDFInfo
- Publication number
- RU2396634C2 RU2396634C2 RU2008139925/28A RU2008139925A RU2396634C2 RU 2396634 C2 RU2396634 C2 RU 2396634C2 RU 2008139925/28 A RU2008139925/28 A RU 2008139925/28A RU 2008139925 A RU2008139925 A RU 2008139925A RU 2396634 C2 RU2396634 C2 RU 2396634C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nanorods
- zinc oxide
- deposition
- junction
- nickel oxide
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области микро- и наноэлектроники и может быть использовано для разработки новых наноприборов на основе р-n перехода, таких как фотодетекторы, сенсоры, полевые транзисторы, светодиоды и т.д.The invention relates to the field of micro- and nanoelectronics and can be used to develop new nanodevices based on the pn junction, such as photodetectors, sensors, field effect transistors, LEDs, etc.
Известен способ получения гетерогенного р-n перехода, включающий последовательное осаждение на полупроводниковую подложку эпитаксиальных пленок оксида цинка и оксида никеля (Hiromichi Ohta, Masao Kamiya, Toshio Kamiya, Masahiro Hirano, HideoHosono, UV-detector based on pn-heterojunction diode composed of transparent oxide semiconductors, p-NiO/n-ZnO, Thin Solid Films, 445 (2003) 317-321).A known method for producing a heterogeneous pn junction, including sequential deposition on a semiconductor substrate of epitaxial films of zinc oxide and nickel oxide (Hiromichi Ohta, Masao Kamiya, Toshio Kamiya, Masahiro Hirano, HideoHosono, UV-detector based on pn-heterojunction diode composed of transparent oxide semiconductors, p-NiO / n-ZnO, Thin Solid Films, 445 (2003) 317-321).
Однако р-n переход, получаемый на основе такой структуры, не удовлетворяет требованиям современной техники.However, the pn junction obtained on the basis of such a structure does not satisfy the requirements of modern technology.
Известен способ получения гетерогенного p-n перехода, в котором на полупроводниковой пленке, расположенной на изолирующей подложке из оксида алюминия выращивают наностержни оксида цинка таким образом, что между наностержнями имеются зазоры, которые заполнены диэлектриком для исключения закорачивания p-n перехода при осаждении электрического контакта. В качестве материалов полупроводниковой пленки р-типа проводимости были взяты полупроводник III-V групп, II-VI и IV/группы. (Yi Gyu-Chul, Park Won-Il, p-n heterojunction stmcture of zinc oxide - based nanorod and semiconductor thin film, preparation thereof, and nanodevices comprising same, WO 2004114422).There is a method for producing a heterogeneous pn junction in which zinc oxide nanorods are grown on a semiconductor film located on an aluminum oxide insulating substrate so that there are gaps between the nanorods that are filled with a dielectric to prevent shortening of the pn junction during the deposition of an electrical contact. As materials of the p-type semiconductor film, semiconductor III-V groups, II-VI and IV / groups were taken. (Yi Gyu-Chul, Park Won-Il, pn heterojunction stmcture of zinc oxide - based nanorod and semiconductor thin film, preparation thereof, and nanodevices comprising the same, WO 2004114422).
Однако изготовление вышеописанной структуры зачастую приводит к окислению поверхности полупроводниковой пленки р-типа проводимости, что ухудшает свойства p-n перехода.However, the manufacture of the above structure often leads to oxidation of the surface of a p-type semiconductor film of conductivity, which affects the properties of the pn junction.
Известен принятый за прототип способ получения гетерогенного p-n перехода на основе наностержней оксида цинка и полупроводниковой пленки, включающий выращивание методом газофазного осаждения вертикально ориентированных и смыкающихся у основания наностержней оксида цинка на проводящей подложке из легированного кремния, с последующим осаждением на них оксида никеля до образования сплошного слоя на кончиках наностержней (RU. Пат №2323872, МПК В82В 1/00, опубл. 10.05.2008).A known method adopted for the prototype for producing a heterogeneous pn junction based on zinc oxide nanorods and a semiconductor film, including growing by the method of gas-phase deposition of vertically oriented and locked at the base of zinc oxide nanorods on a conductive doped silicon substrate, followed by deposition of nickel oxide on them to form a continuous layer at the tips of nanorods (RU. Pat. No. 2323272, IPC В82В 1/00, publ. 05/10/2008).
Однако при осаждении оксида никеля на наностержни оксида цинка велика вероятность закорачивания образующегося p-n перехода из-за попадания оксида никеля на основания наностержней, что значительно снижает качество p-n перехода.However, when nickel oxide is deposited on zinc oxide nanorods, it is highly likely that the p-n junction formed will be short-circuited due to nickel oxide entering the base of the nanorods, which significantly reduces the quality of the pn junction.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является увеличение качества p-n перехода.The problem to which this invention is directed is to increase the quality of the pn junction.
Поставленная задача решается способом получения гетерогенного p-n перехода на основе наностержней оксида цинка, включающем выращивание методом газофазного осаждения вертикально ориентированных и смыкающихся у основания наностержней оксида цинка на проводящей подложке из легированного кремния, с последующим осаждением на них оксида никеля до образования сплошного слоя на кончиках наностержней, новизна которого заключается в том, что осаждение оксида никеля на наностержни оксида цинка проводят под углом к продольной оси наностержней оксида цинка, предотвращающим осаждение оксида никеля в основание наностержней.The problem is solved by a method of producing a heterogeneous pn junction based on zinc oxide nanorods, including the growth of vertically oriented and closed at the base of zinc oxide nanorods on a conductive alloyed silicon substrate by gas phase deposition, followed by the deposition of nickel oxide on them until a continuous layer forms on the tips of the nanorods, the novelty of which is that the deposition of nickel oxide on the zinc oxide nanorods is carried out at an angle to the longitudinal axis of the nanorods zinc oxide, preventing the deposition of nickel oxide in the base of the nanorods.
Наиболее технологично проводить осаждение оксида никеля электоронно-лучевым или магнетронным методом.The most technologically advanced is the deposition of nickel oxide by electron-beam or magnetron methods.
Оптимально в качестве легированного кремния брать кремний с удельным сопротивлением 0,1-0,001 Ом·см.It is optimal to use silicon with a specific resistance of 0.1-0.001 Ohm · cm as doped silicon.
Наилучшие результаты получают при соблюдении отношения длины к диаметру наностержней оксида цинка, равному 10-100.The best results are obtained by observing the ratio of length to diameter of zinc oxide nanorods equal to 10-100.
Наиболее качественные переходы получают при осаждении оксида никеля на наностержни оксида цинка под углом к продольной оси наностержней, составляющем 10-70°.The highest quality transitions are obtained when nickel oxide is deposited on zinc oxide nanorods at an angle to the longitudinal axis of nanorods of 10-70 °.
Технический результат, получаемый при осуществлении способа, состоит в получении совершенного р-n перехода на основе совместимых друг с другом компонентов, в котором отсутствует его закорачивание.The technical result obtained by the method implementation consists in obtaining a perfect pn junction based on components compatible with each other, in which it is not short-circuited.
Приведенные ниже примеры иллюстрируют, но не ограничивают применение данного изобретения.The following examples illustrate but do not limit the application of the present invention.
Пример 1Example 1
На проводящей подложке из сильно легированного кремния с удельным сопротивлением 0,1 Ом·см методом газофазного осаждения выращивались вертикально ориентированные и смыкающиеся у основания наностержни оксида цинка диаметром 100 нм с отношением их длины к диаметру - 40-60. При этом контакт к наностержням осуществлялся через подложку. После чего под углом к продольной оси наностержней оксида цинка, предотвращающим осаждение оксида никеля в основание наностержней, примерно 25° электоронно-лучевым методом проводили осаждение оксида никеля до образования сплошного слоя на кончиках наностержней.On a conductive substrate of heavily doped silicon with a resistivity of 0.1 Ω cm, the method of gas phase deposition was used to grow vertically oriented and locked at the base zinc oxide nanorods with a diameter of 100 nm with a ratio of their length to diameter of 40-60. In this case, contact to the nanorods was carried out through the substrate. Then, at an angle to the longitudinal axis of the zinc oxide nanorods, which prevents the deposition of nickel oxide into the base of the nanorods, nickel oxide was deposited by the electron-beam method at approximately 25 ° to form a continuous layer on the tips of the nanorods.
Полученный p-n переход характеризовался высоким пробойным напряжением, закорачивания не наблюдалось.The resulting pn junction was characterized by a high breakdown voltage; no shorting was observed.
Пример 2Example 2
На проводящей подложке из сильно легированного кремния с удельным сопротивлением 0,001 Ом·см методом газофазного осаждения выращивались вертикально ориентированные и смыкающиеся у основания наностержни оксида цинка диаметром 300 нм с отношением их длины к диаметру - 20-30. При этом контакт к наностержням осуществлялся через подложку. После чего под углом к продольной оси наностержней оксида цинка, предотвращающим осаждение оксида никеля в основание наностержней, примерно 30° электоронно-лучевым методом проводили осаждение оксида никеля до образования сплошного слоя на кончиках наностержней.On a conductive substrate of heavily doped silicon with a specific resistance of 0.001 Ohm cm, gas-phase deposition was used to grow vertically oriented and closed at the base of zinc oxide nanorods with a diameter of 300 nm with a ratio of their length to diameter of 20-30. In this case, contact to the nanorods was carried out through the substrate. Then, at an angle to the longitudinal axis of the zinc oxide nanorods, which prevents the deposition of nickel oxide into the base of the nanorods, nickel oxide was deposited by the electron-beam method at about 30 ° to form a continuous layer at the ends of the nanorods.
Полученный p-n переход характеризовался высоким пробойным напряжением, закорачивания не наблюдалось.The resulting pn junction was characterized by a high breakdown voltage; no shorting was observed.
Пример 3Example 3
На проводящей подложке из сильно легированного кремния с удельным сопротивлением 0,01 Ом·см методом газофазного осаждения выращивались вертикально ориентированные и смыкающиеся у основания наностержни оксида цинка диаметром 60 нм с отношением их длины к диаметру - 80-100. При этом контакт к наностержням осуществлялся через подложку. После чего под углом к продольной оси наностержней оксида цинка, предотвращающим осаждение оксида никеля в основание наностержней, примерно 35° магнетронным методом проводили осаждение оксида никеля до образования сплошного слоя на кончиках наностержней.On a conductive substrate of heavily doped silicon with a specific resistance of 0.01 Ohm cm, gas-phase deposition was used to grow vertically oriented and locked at the base zinc oxide nanorods with a diameter of 60 nm with a ratio of their length to diameter of 80-100. In this case, contact to the nanorods was carried out through the substrate. After that, at an angle to the longitudinal axis of the zinc oxide nanorods, which prevents the deposition of nickel oxide into the base of the nanorods, nickel oxide was deposited by the magnetron method at approximately 35 ° to form a continuous layer at the tips of the nanorods.
Полученный p-n переход характеризовался высоким пробойным напряжением, закорачивания не наблюдалось.The resulting pn junction was characterized by a high breakdown voltage; no shorting was observed.
Пример 4Example 4
На проводящей подложке из сильно легированного кремния с удельным сопротивлением 0,005 Ом·см методом газофазного осаждения выращивались вертикально ориентированные и смыкающиеся у основания наностержни оксида цинка диаметром 400 нм с отношением их длины к диаметру - 10-20. При этом контакт к наностержням осуществлялся через подложку. После чего под углом к продольной оси наностержней оксида цинка, предотвращающим осаждение оксида никеля в основание наностержней, примерно 25-45° магнетронным методом проводили осаждение оксида никеля до образования сплошного слоя на кончиках наностержней.On a conductive substrate of heavily doped silicon with a specific resistance of 0.005 Ohm · cm, gas-phase deposition was used to grow vertically oriented and closed at the base of zinc oxide nanorods with a diameter of 400 nm with a ratio of their length to diameter of 10-20. In this case, contact to the nanorods was carried out through the substrate. Then, at an angle to the longitudinal axis of the zinc oxide nanorods, which prevents the deposition of nickel oxide into the base of the nanorods, nickel oxide was deposited by the magnetron method to a continuous layer at the tips of the nanorods by a magnetron method.
Полученный p-n переход характеризовался высоким пробойным напряжением, закорачивания не наблюдалось.The resulting pn junction was characterized by a high breakdown voltage; no shorting was observed.
Как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ позволяет практически со 100% выходом получать совершенные p-n переходы на основе совместимых компонентов, что в свою очередь позволяет использовать их для разработки новых более совершенных наноприборов.As can be seen from the above examples, the proposed method allows to obtain perfect p-n junctions based on compatible components with almost 100% yield, which in turn allows you to use them to develop new, more advanced nanodevices.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008139925/28A RU2396634C2 (en) | 2008-10-09 | 2008-10-09 | METHOD OF MAKING HETEROGENEOUS p-n JUNCTION BASED ON ZINC OXIDE NANORODS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008139925/28A RU2396634C2 (en) | 2008-10-09 | 2008-10-09 | METHOD OF MAKING HETEROGENEOUS p-n JUNCTION BASED ON ZINC OXIDE NANORODS |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008139925A RU2008139925A (en) | 2010-04-20 |
RU2396634C2 true RU2396634C2 (en) | 2010-08-10 |
Family
ID=42699251
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008139925/28A RU2396634C2 (en) | 2008-10-09 | 2008-10-09 | METHOD OF MAKING HETEROGENEOUS p-n JUNCTION BASED ON ZINC OXIDE NANORODS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2396634C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2641504C1 (en) * | 2016-10-24 | 2018-01-17 | Закрытое акционерное общество "Межрегиональное производственное объединение технического комплектования "ТЕХНОКОМПЛЕКТ" (ЗАО "МПОТК "ТЕХНОКОМПЛЕКТ") | Method for manufacturing photodetector with limited range of spectral sensitivity based on array of zinc oxide nanorods |
RU2685032C1 (en) * | 2018-07-26 | 2019-04-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно технический центр "Новые технологии" | Photosensitive device and method of its manufacture |
RU2723912C1 (en) * | 2017-04-26 | 2020-06-18 | Закрытое акционерное общество "Межрегиональное производственное объединение технического комплектования "ТЕХНОКОМПЛЕКТ" (ЗАО "МПОТК "ТЕХНОКОМПЛЕКТ") | Method of making a heterostructure based on an array of nanorods of zinc oxide with a thin solid shell of tin sulphide |
RU2750503C1 (en) * | 2020-12-07 | 2021-06-29 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Method for producing a multilayer thin-film heterostructure with a given value of specific surface resistance |
-
2008
- 2008-10-09 RU RU2008139925/28A patent/RU2396634C2/en active
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2641504C1 (en) * | 2016-10-24 | 2018-01-17 | Закрытое акционерное общество "Межрегиональное производственное объединение технического комплектования "ТЕХНОКОМПЛЕКТ" (ЗАО "МПОТК "ТЕХНОКОМПЛЕКТ") | Method for manufacturing photodetector with limited range of spectral sensitivity based on array of zinc oxide nanorods |
RU2723912C1 (en) * | 2017-04-26 | 2020-06-18 | Закрытое акционерное общество "Межрегиональное производственное объединение технического комплектования "ТЕХНОКОМПЛЕКТ" (ЗАО "МПОТК "ТЕХНОКОМПЛЕКТ") | Method of making a heterostructure based on an array of nanorods of zinc oxide with a thin solid shell of tin sulphide |
RU2685032C1 (en) * | 2018-07-26 | 2019-04-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно технический центр "Новые технологии" | Photosensitive device and method of its manufacture |
WO2020022937A1 (en) * | 2018-07-26 | 2020-01-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно технический центр "Новые технологии" | Photosensitive device and method for manufacturing same |
RU2750503C1 (en) * | 2020-12-07 | 2021-06-29 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Method for producing a multilayer thin-film heterostructure with a given value of specific surface resistance |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008139925A (en) | 2010-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11222985B2 (en) | Power semiconductor device | |
CN105474397B (en) | Oxide semiconductor substrate and Schottky barrier diode | |
Park et al. | Electroluminescence in n‐ZnO nanorod arrays vertically grown on p‐GaN | |
JP5999611B2 (en) | Tunnel field effect transistor, manufacturing method thereof, and switch element | |
US8878259B2 (en) | Super lattice/quantum well nanowires | |
KR20120079310A (en) | Nanorod type semiconductior light emitting device and manufacturing method for the same | |
JP5550025B2 (en) | Semiconductor device, method for manufacturing the same, and solar cell | |
CN103811542B (en) | A kind of stannide superlattices barrier semiconductor transistor | |
Kishwar et al. | A comparative study of the electrodeposition and the aqueous chemical growth techniques for the utilization of ZnO nanorods on p-GaN for white light emitting diodes | |
RU2396634C2 (en) | METHOD OF MAKING HETEROGENEOUS p-n JUNCTION BASED ON ZINC OXIDE NANORODS | |
TW201342472A (en) | Semiconductor device and fabrication method thereof | |
CN103390640B (en) | A kind of with Bi2se3thin film is silicon carbide Schottky junction and the preparation method of contact layer | |
JP2010517291A (en) | Doped nanoparticle semiconductor charge transport layer | |
US9853106B2 (en) | Nano-structure assembly and nano-device comprising same | |
JP4949540B2 (en) | Solar cell and manufacturing method thereof | |
CN107039587A (en) | Negative differential resistance and preparation method based on black phosphorus/rhenium disulfide hetero-junctions | |
Sang et al. | Improved electrical transport properties of an n-ZnO nanowire/p-diamond heterojunction | |
KR101956431B1 (en) | Light emitting diode and method of fabricating the same | |
RU2323872C1 (en) | STRUCTURE OF HETEROGENEOUS p-n JUNCTION BASED ON ZINC OXIDE NANOBARS AND SEMICONDUCTOR FILM | |
CN106794985A (en) | The large area manufacture method of the GaAs conductor nano tube/linear arrays of vertical alignment | |
TWI573288B (en) | Light emitting diode and manufacture method for same | |
Ma et al. | Effect of Si nanoparticles on electronic transport mechanisms in P-doped silicon-rich silicon nitride/c-Si heterojunction devices | |
CN111063742A (en) | Gallium oxide-based PN junction structure and preparation method thereof | |
KR101449278B1 (en) | Graphene growth method using semiconductor | |
TWI834732B (en) | Oxide laminate and manufacturing method thereof |