一種電子收集器實現方法
【專利摘要】本發明涉及一種電子收集器實現方法，其特征在于包括以下內容：1)根據半導體材料光生載流子壽命及擴散距離，確定電子收集區域；2)根據收集效果，采用光學變換原理設定環形電子收集區域的三個電子遷移率值；3)根據設定的環形電子收集區域的徑向電子遷移率ur和環向電子遷移率uθ分別得到A扇形區域和B扇形區域所對應的遷移率分布；4)根據計算得到的A扇形區域和B扇形區域的電子遷移率分布，并依據電子遷移率與半導體摻雜雜質的關系，得到相應區域摻雜雜質的劑量分布；5)根據環形電子收集區域周圍的電子遷移率μ0，計算得到C區域的摻雜雜質的劑量分布；6)根據環形電子收集區域的尺寸和A扇形區域、B扇形區域以及C區域的摻雜雜質的劑量分布，制作掩模板；7)利用離子注入方式在制作的掩模板上注入相應劑量的摻雜雜質，即制作得到一電子收集器。
【專利說明】-種電子收集器實現方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及超材料和半導體【技術領域】，特別是關于一種電子收集器實現方法。
【背景技術】
[0002] 隱身技術能夠使電磁波繞過物體而不使得外部電磁波發生任何崎變。理論上，通 過坐標變換技術，人們可W對電磁波進行隨意地操縱。基于變換光學而設計的隱身器件的 理論和實驗證實在科學界引起了極大的轟動。此后，大量的研究者們紛紛投入變換光學的 研究中。近年來，研究者們更是把變換光學的理念延伸到其他波動學中，比如聲波，物質波， 彈性波等。就在最近，人們嘗試將該技術引入靜態場中，實現了對電流場，靜磁場及熱場的 操縱。
[0003] 總所周知，物質擴散方程和電流場，靜磁場，熱場有相同的形式，因此變換光學技 術也可W引入物質擴散中，實現對物質擴散的控制。同樣的，通過一定的變換，可W實現物 質擴散的隱身、收集。在半導體技術中，實現對電子的控制特別是對電子和空穴的分離具有 重大的意義。傳統上，人們通過P型半導體和N型半導體結合實現熟知的PN結，該PN結能 夠產生內建電場，使得光生載流子的電子和空穴分離，最終將光轉換成電，但是并不是所有 的半導體材料都能做成P型和N型。因此，可W將該技術引入對電子的控制中，通過設計電 子擴散的收集達到電子和空穴的分離的效果，最終實現一個有別于傳統PN結的新型電子 空穴控制器件。
【發明內容】
[0004] 針對上述問題，本發明的目的是提供一種能夠在任何半導體上實現的電子收集器 實現方法。
[0005] 為實現上述目的，本發明采取W下技術方案；一種電子收集器實現方法，其特征 在于包括W下內容；1)根據半導體材料光生載流子壽命及擴散距離，確定電子收集區域， 具體過程為；1.1)采用半導體材料制作一基底，根據半導體材料光生載流子壽命及擴散距 離，在基底上設置一環形電子收集區域，并將環形電子收集區域間隔分割成若干扇形區域； 1. 2)將所有扇形區域分別定義為A扇形區域和B扇形區域相間分布，環形電子收集區域W 外的區域定義為C區域；2)根據收集效果，采用光學變換原理設定環=個電子遷移率值，其 中，=個電子遷移率值分別為環形電子收集區域周圍的電子遷移率y。，環形電子收集區域 的徑向電子遷移率y,為W及環形電子收集區域的環向電子遷移率y e;3)根據設定的環 形電子收集區域的徑向電子遷移率Uf和環向電子遷移率U e分別得到A扇形區域和B扇形 區域所對應的遷移率分布；4)根據計算得到的A扇形區域和B扇形區域的電子遷移率分 布，并依據電子遷移率與半導體滲雜雜質的關系，得到環形電子收集區域的A扇形區域和 B扇形區域的滲雜雜質的劑量分布；5)根據環形電子收集區域周圍的電子遷移率y。，通過 半導體遷移率大小和半導體滲雜雜質的大小的關系，計算得到C區域的滲雜雜質的劑量分 布；6)根據環形電子收集區域的尺寸和A扇形區域、B扇形區域化及C區域的滲雜雜質的劑 量分布，制作掩模板；7)利用離子注入方式在制作的掩模板上注入相應劑量的滲雜雜質， 即制作得到一電子收集器。
[0006] 所述步驟2)=個電子遷移率值滿足如下關系：
[0007] y r y 0 = y 〇2且 y r〉y g。
[000引所述步驟3)中的A扇形區域和B扇形區域所對應的遷移率分布y A和y c為：
【權利要求】
1. 一種電子收集器實現方法，其特征在于包括以下內容： 1) 根據半導體材料光生載流子壽命及擴散距離，確定電子收集區域，具體過程為： 1.1) 采用半導體材料制作一基底，根據半導體材料光生載流子壽命及擴散距離，在基 底上設置一環形電子收集區域，并將環形電子收集區域間隔分割成若干扇形區域； 1.2) 將所有扇形區域分別定義為A扇形區域和B扇形區域相間分布，環形電子收集區 域以外的區域定義為C區域； 2) 根據收集效果，采用光學變換原理設定環三個電子迀移率值，其中，三個電子迀移率 值分別為環形電子收集區域周圍的電子迀移率環形電子收集區域的徑向電子迀移率 h為以及環形電子收集區域的環向電子迀移率ye; 3) 根據設定的環形電子收集區域的徑向電子迀移率W和環向電子迀移率u0分別得到 A扇形區域和B扇形區域所對應的迀移率分布； 4) 根據計算得到的A扇形區域和B扇形區域的電子迀移率分布，并依據電子迀移率與 半導體摻雜雜質的關系，得到環形電子收集區域的A扇形區域和B扇形區域的摻雜雜質的 劑量分布； 5) 根據環形電子收集區域周圍的電子迀移率y(l，通過半導體迀移率大小和半導體摻 雜雜質的大小的關系，計算得到C區域的摻雜雜質的劑量分布； 6) 根據環形電子收集區域的尺寸和A扇形區域、B扇形區域以及C區域的摻雜雜質的 劑量分布，制作掩模板； 7) 利用離子注入方式在制作的掩模板上注入相應劑量的摻雜雜質，即制作得到一電子 收集器。
2. 如權利要求1所述的一種電子收集器實現方法，其特征在于：所述步驟2)三個電子 迀移率值滿足如下關系： u r u 9 = u〇2JeL ur> u e〇
3. 如權利要求1?2任一項所述的一種電子收集器實現方法，其特征在于：所述步驟 3)中的A扇形區域和B扇形區域所對應的迀移率分布^和yB為：
式中，fA是整個A扇形區域占環形電子收集區域的體積比，fB是整個B扇形區域占環 形電子收集區域的體積比。
4. 如權利要求1?3任一項所述的一種電子收集器實現方法，其特征在于：所述基底 選擇娃、鍺、砷化鎵和碳化娃中的一種。
5. 如權利要求1?4任一項所述的一種電子收集器實現方法，其特征在于：所述摻雜 雜質采用磷、砷或銻中的一種。
【文檔編號】H01L21/266GK104485274SQ201410817594
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月24日 優先權日:2014年12月24日
【發明者】周濟, 蘭楚文, 李勃 申請人:清華大學