[发明专利]碳化硅横向肖特基结型微型核电池及其制造方法

权利要求书

1.一种碳化硅横向肖特基结型微型核电池，其特征在于：包括由N型SiC基片构成的衬底（1）和设置在所述衬底（1）上部的N型SiC外延层（2），所述N型SiC外延层（2）上设置有N型SiC欧姆接触掺杂区（3），所述N型SiC欧姆接触掺杂区（3）上部设置有形状与所述N型SiC欧姆接触掺杂区（3）形状相同的欧姆接触电极（4），所述N型SiC外延层（2）上部设置有肖特基接触电极（5）；所述N型SiC欧姆接触掺杂区（3）、欧姆接触电极（4）和肖特基接触电极（5）均为由一条水平指条和多条垂直指条构成的指状结构，所述欧姆接触电极（4）的垂直指条与所述肖特基接触电极（5）的垂直指条相互交叉设置构成了叉指结构；所述N型SiC外延层（2）上部除去欧姆接触电极（4）和肖特基接触电极（5）的区域设置有二氧化硅层（6）。

2.按照权利要求1所述的碳化硅横向肖特基结型微型核电池，其特征在于：所述N型SiC欧姆接触掺杂区（3）和欧姆接触电极（4）均为由一条水平指条和三条垂直指条构成的指状结构，所述肖特基接触电极（5）为由一条水平指条和两条垂直指条构成的指状结构，所述肖特基接触电极（5）的两条垂直指条分别位于所述欧姆接触电极（4）的三条垂直指条之间的两个间隙中构成了叉指结构。

3.按照权利要求1或2所述的碳化硅横向肖特基结型微型核电池，其特征在于：所述N型SiC外延层（2）的厚度为5μm～15μm。

4.按照权利要求1或2所述的碳化硅横向肖特基结型微型核电池，其特征在于：所述N型SiC欧姆接触掺杂区（3）的水平指条和垂直指条的宽度，所述欧姆接触电极（4）的水平指条和垂直指条的宽度，以及所述肖特基接触电极（5）的水平指条和垂直指条的宽度均为0.5μm～2μm；所述肖特基接触电极（5）的垂直指条与所述欧姆接触电极（4）的垂直指条之间的间隔距离为10μm～15μm。

5.按照权利要求1或2所述的碳化硅横向肖特基结型微型核电池，其特征在于：所述欧姆接触电极（4）由依次从下到上的第一Ni层和Pt层构成，所述第一Ni层的厚度为200nm～400nm，所述Pt层的厚度为50nm～200nm。

6.按照权利要求1或2所述的碳化硅横向肖特基结型微型核电池，其特征在于：所述肖特基接触电极（5）由依次从下到上的第Ni层和Al层构成，所述第Ni层的厚度为50nm～100nm，所述Al层的厚度为1000nm～2000nm。

7.按照权利要求1或2所述的碳化硅横向肖特基结型微型核电池，其特征在于：所述二氧化硅层（6）的厚度为10nm～50nm。

8.一种制造权利要求1所述碳化硅横向肖特基结型微型核电池的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、提供衬底（1），所述衬底由N型SiC基片构成；

步骤二、采用低压热壁化学气相沉积法在所述衬底（1）的上表面上外延生长掺杂浓度为1×10¹⁵cm^-3～1×10¹⁶cm^-3、厚度为5μm～15μm的N型SiC外延层（2），外延生长的温度为1570℃，外延生长的压力为100mbar，外延生长的气体为体积比为2:1:4的C₃H₈、SiH₄和H₂的混合气体；

步骤三、采用离子注入方法在所述N型SiC外延层（2）的上形成掺杂浓度为1×10¹⁸cm^-3～1×10¹⁹cm^-3的N型SiC欧姆接触掺杂区（3），并在Ar气氛下进行温度为1550℃～1650℃的热退火10分钟；

步骤四、在1150℃的温度下通过干氧氧化方法在所述N型SiC外延层（2）上部形成厚度为10nm～50nm的二氧化硅层（6）；

步骤五、腐蚀去除位于所述N型SiC欧姆接触掺杂区（3）上方的二氧化硅层（6），形成一个暴露出所述N型SiC欧姆接触掺杂区（3）的第一指状窗口，在所述第一指状窗口内采用电子束依次蒸发金属Ni和Pt，并在N₂气氛下进行温度为950℃～1050℃的热退火2分钟，在所述N型SiC欧姆接触掺杂区（3）的上部形成由第一Ni层和Pt层构成的欧姆接触电极（4）；其中，所述第一Ni层的厚度为200nm～400nm，所述Pt层的厚度为50nm～200nm；

步骤六、腐蚀去除所述二氧化硅层（6），形成一个与所述第一指状窗口相互交叉的第二指状窗口，在所述第二指状窗口内依次溅射金属Ni和Al，形成由第二Ni层和Al层构成的肖特基接触电极（5）；其中，所述第二Ni层的厚度为50nm～100nm，所述Al层的厚度为1000nm～2000nm。