[发明专利]用于紫外红外双色探测的紫外光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.用于紫外红外双色探测的紫外光电探测器，其特征在于为p-i-n外延结构，衬底采用双抛4H-SiC衬底，在双抛4H-SiC衬底的Si面上外延生长N型SiC缓冲层，所述N型SiC缓冲层作为p-i-n的N型欧姆接触层，在N型SiC缓冲层上外延生长i型层，所述i型层作为器件的光子吸收层，在i型层上外延一层P⁺型层并构成紫外探测芯片的p-i-n结构；在P⁺型层的钝化层上刻蚀P型电极窗口，所述P型电极窗口上设有P型电极和P型焊盘；在N型SiC缓冲层的钝化层上刻蚀N型电极窗口，在N型电极窗口上设有N型电极与N型焊盘。

2.如权利要求1所述用于紫外红外双色探测的紫外光电探测器，其特征在于所述双抛4H-SiC衬底采用高纯偏轴4°的双抛4H-SiC衬底；所述N型SiC缓冲层的厚度可为0.5μm，掺杂浓度可为2×10¹⁸cm^-3；所述i型层的SiC非刻意掺杂厚度可为0.8μm，掺杂浓度可为5×10¹⁴cm^-3；所述P⁺型层的厚度可为0.2μm，掺杂浓度可为1×10¹⁹cm^-3。

3.如权利要求1所述用于紫外红外双色探测的紫外光电探测器，其特征在于所述P型电极窗口为P型环状电极窗口。

4.如权利要求1～3所述用于紫外红外双色探测的紫外光电探测器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)对外延生长完毕的碳化硅外延片进行RCA标准清洗；

2)制备紫外探测器隔离保护倾斜台面；

3)制备红外信号的透过窗口；

4)制备SiO₂钝化层；

5)制备P型电极、N型电极、P型焊盘和N型焊盘；

6)制备红外抗反射层，得用于紫外红外双色探测的紫外光电探测器。

5.如权利要求4所述用于紫外红外双色探测的紫外光电探测器的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述对外延生长完毕的碳化硅外延片进行RCA标准清洗的具体方法包括以下步骤：

(1)用甲苯、丙酮和乙醇超声5min，重复2遍，再用去离子水冲洗干净；

(2)用三号液于250℃下煮20min后，用热去离子水和冷去离子水冲洗；所述三号液按体积比的配比为H₂SO₄∶H₂O₂＝4∶1；

(3)将样品放入稀释氢氟酸浸泡4min，再用热去离子水和冷去离子水冲洗；所述稀释氢氟酸按体积比的配比为HF∶H₂O＝1∶20；

(4)用一号液煮10min后，用热去离子水和冷去离子水冲洗；所述一号液按体积比的配比NH₃·H₂O_∶H₂O₂∶H₂O＝1∶1∶4；

(5)将样品放入稀释氢氟酸中浸泡4min，再用热去离子水和冷去离子水冲洗；

(6)用二号液煮10min后，用热去离子水和冷去离子水冲洗，然后用氮气吹干待用；所述二号液按体积比的配比为HCl∶H₂O₂∶H₂O＝1∶1∶4。

6.如权利要求4所述用于紫外红外双色探测的紫外光电探测器的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述制备紫外探测器隔离保护倾斜台面的具体方法为：使用光刻胶在样品表面旋涂上一层厚的光刻胶作为干法刻蚀的阻挡层，采用ICP刻蚀，刻蚀气体为CF₄或SF₆，利用光刻胶和4H-SiC对刻蚀气体的刻蚀速率不同，使得P⁺型层和N型层形成一倾斜圆台，深度约1.4～1.6μm，使N型层暴露出来，且圆台的斜面和水平面的夹角为θ，且夹角θ≤10°。