高性能铁电隧道结及包括该铁电隧道结的器件.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115763610A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211384063.2H10K50/115(2023.01)(22)申请日2022.11.07H10K30/10(2023.01)(71)申请人隆基绿能科技股份有限公司地址710199陕西省西安市长安区航天中路388号(72)发明人解俊杰吴兆刁一凡孙朱行(74)专利代理机构北京唐颂永信知识产权代理有限公司11755专利代理师刘伟(51)Int.Cl.H01L31/105(2006.01)H01L31/0352(2006.01)H01L31/032(2006.01)H10K99/00(2023.01)H10K85/00(2023.01)权利要求书2页说明书10页附图4页(54)发明名称高性能铁电隧道结及包括该铁电隧道结的器件(57)摘要本申请提供一种高性能铁电隧道结及包括该铁电隧道结的器件。其中，铁电隧道结包括层叠设置的第一电极、铁电势垒层和第二电极，铁电势垒层由铁电基体和掺杂在铁电基体中的辅助隧穿结构组成，其中，铁电基体由铁电材料形成，所辅助隧穿结构提高所述铁电隧道结的隧穿电流。与现有技术相比，本申请通过在铁电势垒层中构建一定的缺陷辅助隧穿通路，提高电极中的载流子在铁电势垒层中的隧穿的概率，从而提高铁电隧道结的隧穿电流，从而可以满足如功率半导体器件、叠层光伏串联器件等大电流应用的需求。CN115763610ACN115763610A权利要求书1/2页1.一种铁电隧道结，其特征在于，所述铁电隧道结包括层叠设置的第一电极、铁电势垒层和第二电极，所述铁电势垒层由铁电基体和掺杂在所述铁电基体中的辅助隧穿结构组成，其中，所述铁电基体由铁电材料形成，所述辅助隧穿结构提高所述铁电隧道结的隧穿电流。2.根据权利要求1所述的铁电隧道结，其特征在于，所述辅助隧穿结构为多个量子点，所述量子点由选自铁电材料、金属纳米材料、电介质材料、和半导体材料中的一种或两种以上的材料形成。3.根据权利要求2所述的铁电隧道结，其特征在于，所述量子点的粒径小于等于5nm。4.根据权利要求2所述的铁电隧道结，其特征在于，多个所述量子点的体积在所述铁电势垒层中的体积占比小于等于10％。5.根据权利要求1所述的铁电隧道结，其特征在于，所述辅助隧穿结构为多个纳米线，所述纳米线由铁电材料形成。6.根据权利要求5所述的铁电隧道结，其特征在于，所述纳米线的直径小于等于5nm。7.根据权利要求5所述的铁电隧道结，其特征在于，多个所述纳米线的体积在所述铁电势垒层中的体积占比小于等于10％。8.根据权利要求5所述的铁电隧道结，其特征在于，所述纳米线在所述铁电基体中沿垂直于所述第一电极或所述第二电极的方向设置。9.根据权利要求1所述的铁电隧道结，其特征在于，所述辅助隧穿结构为纳米薄膜，所述纳米薄膜由选自铁电材料、金属纳米材料、电介质材料、和半导体材料中的一种或两种以上的材料形成。10.根据权利要求9所述的铁电隧道结，其特征在于，单个所述纳米薄膜的厚度小于等于5nm。11.根据权利要求9所述的铁电隧道结，其特征在于，所述纳米薄膜的总厚度小于等于15nm。12.根据权利要求9所述的铁电隧道结，其特征在于，多个纳米薄膜彼此间隔设置且不接触第一电极或第二电极。13.根据权利要求9所述的铁电隧道结，其特征在于，多个所述纳米薄膜平行于所述第一电极或第二电极设置。14.根据权利要求1‑13中任一项所述的铁电隧道结，其特征在于，所述铁电材料选自无机铁电材料、有机铁电材料、电介质材料与铁电材料组成的复合材料中的一种或两种以上。15.根据权利要求14所述的铁电隧道结，其特征在于，所述无机铁电材料选自钛酸钡、钛酸锶、氧化钛、锆钛酸铅、铌镁酸铅、钛酸铋钠、铁酸铋、锰酸铋中的一种或两种以上。16.根据权利要求14所述的铁电隧道结，其特征在于，所述有机铁电材料选自聚偏氟乙烯及其共聚物、共聚酰胺中的一种或两种。17.根据权利要求1所述的铁电隧道结，其特征在于，所述铁电基体的厚度小于等于15nm。18.根据权利要求1所述的铁电隧道结，其特征在于，所述铁电基体的剩余极化强度大于0.96μC/cm‑2。19.根据权利要求1所述的铁电隧道结，其特征在于，所述铁电基体的矫顽电场强度大2CN115763610A权利要求书2/2页于25kV·cm‑1。20.一种器件，其特征在于，所述器件包括权利要求1‑19中任一项所述的铁电隧道结。21.根据权利要求20所述的器件，其特征在于，所述器件为叠层电池、红外探测器或发光二极管。3CN115763610A说明书1/10页高性能铁电隧道结及包括该铁电隧道结的器件技术领域[0001]本申请属于半导体技术领域，具体地，涉及一种高性能铁电隧道结及包括该铁电隧道