[发明专利]一种抑制SiC紫外光电探测器暗电流方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抑制暗电流的方法，具体地说，涉及一种抑制SiC紫外光电探测器暗电流方法。

背景技术

紫外光电探测器在国防和民用领域有巨大的应用背景，半导体紫外光电探测器是其中重要的产品之一。采用SiC材料制备紫外探测器具有量子效率高，暗电流低，可见光盲等优点。影响SiC紫外探测器的探测率的重要因素是器件的暗电流，目前常用抑制暗电流的方法采用SiO₂、SiN或其他介质膜钝化的方式，但是采用的工艺没有考虑器件在实际工作条件下暗电流不同产生机制，对暗电流的抑制效果还有待改善。由于紫外信号源强度一般都比红外信号弱，因此要求具有比红外探测更高性能的探测率才能满足紫外探测需求，需要根据探测器在不同条件下暗电流的产生机制，有针对性的采用不同的工艺手段，进一步抑制暗电流，提高器件的探测率是实现微弱紫外信号探测的重要技术手段。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术存在的缺陷，提供一种抑制SiC紫外光电探测器暗电流方法，根据SiC光电探测器暗电流产生的来源及抑制他们的原理，利用不同生长方法在SiC紫外探测器器件表面制备SiO₂和SiN薄膜，分别考虑高低电场条件下各种薄膜对暗电流的抑制能力以及有效减少光生载流子在器件表面的复合，制备组合多层介质膜结构，优化生长技术条件，可进一步实现对SiC紫外光电探测器暗电流的抑制，有效提高其探测率。

其具体技术方案为：

一种抑制SiC紫外光电探测器暗电流方法，包括以下步骤：

步骤1：利用SiC的特点，在材料的Si面上干氧热氧化生长牺牲层，在1000度高温干氧气氛中在SiC表面生长一层SiOx，然后用氢氟酸去除并用热去离子水快速冲洗，可以有效减少器件表面的载流子复合中心密度；

步骤2：用干燥纯氮气快速吹干并立即置入氧化炉中，通过快速升温至1000度，先干氧氧化1小时，然后湿氧氧化4小时，再干氧氧化1小时，形成约60nm后的SiOx层，在炉温不变的条件下，用氮气退火1小时，然后自然降温，在器件表面形成致密度很高的SiOx层；热氧化生成的SiOx膜可以有效抑制在器件边缘高电场下的暗电流并提高其击穿电压；

步骤3：采用PECVD方法在热氧化SiOx薄膜上再生长一层300nm的SiOx层，以抑制低电场下的暗电流；

步骤4：最后再采用PECVD方法生长200nmSiN薄膜，作为钝化层，减小表面的载流子复合引起的暗电流。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明根据SiC光电探测器暗电流产生的来源及抑制他们的原理，利用不同生长方法在SiC紫外探测器器件表面制备SiO₂和SiN薄膜，分别考虑高低电场条件下各种薄膜对暗电流的抑制能力以及有效减少光生载流子在器件表面的复合，制备组合多层介质膜结构及优化生长技术条件，可进一步实现对SiC紫外光电探测器暗电流的抑制，有效提高其探测率。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实例进一步阐述本发明。

一种抑制SiC紫外光电探测器暗电流方法，包括以下步骤：

步骤1：利用SiC的特点，在材料的Si面上干氧热氧化生长牺牲层，在1000度高温干氧气氛中在SiC表面生长一层SiOx，然后用氢氟酸去除并用热去离子水快速冲洗，可以有效减少器件表面的载流子复合中心密度；

步骤2：用干燥纯氮气快速吹干并立即置入氧化炉中，通过快速升温至1000度，先干氧氧化1小时，然后湿氧氧化4小时，再干氧氧化1小时，形成约60nm后的SiOx层，在炉温不变的条件下，用氮气退火1小时，然后自然降温，在器件表面形成致密度很高的SiOx层；热氧化生成的SiOx膜可以有效抑制在器件边缘高电场下的暗电流并提高其击穿电压；

步骤3：采用PECVD方法在热氧化SiOx薄膜上再生长一层300nm的SiOx层，以抑制低电场下的暗电流；

步骤4：最后再采用PECVD方法生长200nmSiN薄膜，作为钝化层，减小表面的载流子复合引起的暗电流。