[发明专利]碳化硅探测器及其制备方法

说明书

本发明适用于半导体技术领域，提供了碳化硅探测器及其制备方法，碳化硅探测器包括：晶片，所述晶片从下至上依次为衬底、碳化硅P⁺层、N型碳化硅插入层、N⁺型碳化硅倍增层、N型碳化硅吸收层和碳化硅N⁺层；所述N型碳化硅插入层的掺杂浓度从下至上递增，所述N型碳化硅吸收层的掺杂浓度从下至上递减；所述晶片上刻蚀有台面，所述台面刻蚀至所述碳化硅P⁺层上表面；所述台面上表面设有N型电极，非台面区的上表面设有P型电极。本发明能够降低器件的暗电流，进而提高器件的信噪比，并保证了较高的量子效率。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种碳化硅探测器及其制备方法。

背景技术

由于大气中臭氧和其它分子的吸收与散射作用，波长在100纳米至280纳米范围内的紫外辐射在地面上几乎不存在，因此，将该日盲区波段作为响应波段的紫外探测器，具有自然光辐射背景干扰小、虚假预警率低等优点，在紫外预警、紫外通信、紫外天文等领域有着重要的应用前景。

以氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)为代表的宽禁带半导体紫外探测器，对可见光不响应，具有天然的可见光盲特性。SiC材料相对GaN更加成熟，具有更低的缺陷密度，是目前制备紫外光电探测器的优选材料。

碳化硅紫外光电探测器具有很多结构，例如MSM结构、肖特基势垒结构、PN结构、PIN结构、吸收倍增分离(SAM)结构等。其中，SAM结构的碳化硅紫外光电探测器因其吸收层与倍增层分离而具有高增益、高响应度、低工作电压、低过载噪声等优点，但是，SAM结构由于高掺杂浓度PN结的隧穿效应，导致器件在击穿电压附近的暗电流急剧增大，从而使得碳化硅紫外光电探测器的信噪比降低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种碳化硅探测器及其制备方法，以解决现有技术中吸收倍增分离结构的碳化硅紫外光电探测器在击穿电压附近的暗电流急剧大，导致器件的信噪比降低的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种碳化硅探测器方法，包括：晶片，所述晶片从下至上依次为衬底、碳化硅P⁺层、N型碳化硅插入层、N⁺型碳化硅倍增层、N型碳化硅吸收层和碳化硅N⁺层；所述N型碳化硅插入层的掺杂浓度从下至上递增，所述N型碳化硅吸收层的掺杂浓度从下至上递减；所述晶片上刻蚀有台面，所述台面刻蚀至所述碳化硅P⁺层上表面；所述台面的上表面设有N型电极，非台面区的上表面设有P型电极，所述非台面区为所述晶片的除台面区以外的区域。

可选的，所述N型碳化硅插入层的掺杂浓度从下至上线性递增；或

所述N型碳化硅插入层的掺杂浓度从下至上呈抛物线形式递增；或

所述N型碳化硅插入层的掺杂浓度从下至上阶段性递增。

可选的，所述N型碳化硅吸收层的掺杂浓度从下至上线性递减；或

所述N型碳化硅吸收层的掺杂浓度从下至上呈抛物线形式递减；或

所述N型碳化硅吸收层的掺杂浓度从下至上阶段性递减。

可选的，所述台面除N型电极区以外的区域上表面设有增透膜层。

可选的，所述台面的侧面和所述非台面区除P型电极区以外区域的上表面设有钝化层。

可选的，所述台面为倾斜预设倾斜角度的台面。

可选的，所述N型碳化硅插入层的掺杂浓度为10¹⁵cm^-3至10¹⁹cm^-3，所述N型碳化硅插入层的厚度为0.1微米至1微米。