[发明专利]一种注Al离子雪崩光电二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种注Al离子雪崩光电二极管，包括：n⁺SiC衬底(1)、n^-SiC外延层(2)、p型过渡层(3)、p⁺欧姆接触层(4)、保护层(5)、n型电极(6)、p型电极(7)，其特征在于，所述n⁺SiC衬底(1)位于器件的最底部；所述n^-SiC外延层(2)位于n⁺SiC衬底(1)上；所述p型过渡层(3)位于n^-SiC外延层(2)上；所述p⁺欧姆接触层(4)位于p型过渡层(3)上；所述保护层(5)为SiO₂层，位于器件外部，覆盖器件上表面除n型电极(6)和p型电极(7)外的其他区域；所述n型电极(6)为环状，位于n⁺SiC衬底(1)边缘上方；所述p型电极(7)位于p⁺欧姆接触层(4)上。

2.如权利要求1所述的一种注Al离子雪崩光电二极管，其特征在于，所述n⁺SiC衬底(1)和n^-SiC外延层(2)共同形成雪崩光电二极管的外延结构。

3.如权利要求1所述的一种注Al离子雪崩光电二极管，其特征在于，所述p型过渡层(3)和p⁺欧姆接触层(4)共同形成雪崩光电二极管的p型层。

4.如权利要求1所述的一种注Al离子雪崩光电二极管，其特征在于，所述n^-SiC外延层(2)厚1μm，Al离子单位体积内的掺杂浓度N_D为1×10¹⁵cm^-3。

5.如权利要求1所述的一种注Al离子雪崩光电二极管，其特征在于，所述p型过渡层(3)厚0.29μm，Al离子单位体积内的掺杂浓度为1×10¹⁷cm^-3至7×10¹⁷cm^-3。

6.如权利要求1所述的一种注Al离子雪崩光电二极管，其特征在于，所述p⁺欧姆接触层(4)厚0.07μm，Al离子单位体积内的掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3。

7.如权利要求1所述的一种注Al离子雪崩光电二极管，其特征在于，所述保护层(5)厚200nm。

8.一种注Al离子雪崩光电二极管制备方法，其特征在于：

制作n^-SiC外延层(2)：在n⁺SiC衬底(1)之上通过外延生长形成n^-SiC外延层(2)；

制作p⁺欧姆接触层(4)：分两次不同能量、不同剂量注入，两次的能量和剂量分别为15keV和2×10¹³ions/cm²、55keV和1×10¹⁴ions/cm²，注入温度均为500℃；

制作p型过渡层(3)：再次在500℃下，以能量200keV和剂量1×10¹³ions/cm²注入Al离子；

退火激活修复：在完成Al离子注入，形成p⁺欧姆接触层(4)和p型过渡层(3)后，为激活Al离子并修复受损的晶格，先在SiC表面淀积一层保护膜，以1600℃进行30min退火；

制作台面结构：通过感应耦合等离子刻蚀系统干法形成4.08度的台面结构；

制作保护层(5)：通过气相沉积系统，将雪崩光电二极管在1100℃下干氧氧化，然后再淀积形成SiO₂保护层(5)；

制作电极：利用光刻和湿法腐蚀形成电极接口，在通过电子束蒸发淀积形成p型电极(7)和n型电极(6)；

器件退火：整个器件在850℃的纯氮气环境下进行持续3分钟的退火。