[发明专利]一种注Al离子雪崩光电二极管及其制备方法

说明书

本发明公布了一种注Al离子雪崩光电二极管及其制备方法，注Al离子雪崩光电二极管包括：n⁺SiC衬底、n^‑SiC外延层、p型过渡层、p⁺欧姆接触层、保护层、n型电极、p型电极，注Al离子雪崩光电二极管制备方法包括：制作n^‑SiC外延层、制作p⁺欧姆接触层、制作p型过渡层、退火激活修复、制作台面结构、制作保护层、制作电极、器件退火。本发明主要是解决SiC外延工艺复杂、p型层外延引起记忆效应的问题，通过注入Al离子形成p型过渡层和p⁺欧姆接触层，避免外延生长的记忆效应，利用退火来激活Al离子并修复受损的晶格进而提高器件性能，提供一种可靠性高、更为灵敏、性能更优越、外延工艺简单的注Al离子雪崩光电二极管及其制备方法。

技术领域

本发明涉及光敏元件技术领域，尤其涉及注Al离子雪崩光电二极管及其制备方法。

背景技术

雪崩光电二极管是基于某些半导体在特定光照下会增大其内部电子活跃度，产生光电流，进而使其电阻减小的光电效应而制作的光敏元件。雪崩光电二极管中的P-N结在一定强度的反向偏压作用下会发生雪崩效应，使得光电流强度暴涨。

随着多年来相关技术的不断研究开发，雪崩光电二极管也得到了长远的发展。目前以SiC基雪崩光电二极管为主，存在许多不同结构的同类产品，除了传统的pn结雪崩光电二极管，还有穿通型雪崩光电二极管、将吸收层与倍增层分离的雪崩光电二极管等，由于其灵敏度高、增益高、响应速度快等优点，多种不同结构雪崩光电二极管已在激光测距、共焦显微镜、视频扫描成像、通讯、温度传感器等多领域得到广泛应用，并且其应用领域仍在继续拓广，具有十分理想的发展前景。

目前现有的雪崩光电二极管性能优越、应用广泛、前景理想、结构多样，但其仍有发展改进的空间。无论何种结构的雪崩光电二极管，其p型层的制备都需要经过外延生长，但这一过程比较复杂且在n型层的外延生长中会形成不利影响，也即是记忆效应，这会影响到整个器件的整体性能，p型层的记忆效应是目前雪崩光电二极管普遍存在的共同缺陷。

发明内容

本发明的目的是解决SiC外延工艺复杂、p型层外延引起记忆效应的问题，提供一种可靠性高、更为灵敏、性能更优越、外延工艺简单的注Al离子雪崩光电二极管及其制备方法。

本发明所采用的技术方案：一种注Al离子雪崩光电二极管，包括：n⁺SiC衬底、n^-SiC外延层、p型过渡层、p⁺欧姆接触层、保护层、n型电极、p型电极，所述n⁺SiC衬底和n^-SiC外延层共同形成雪崩光电二极管的外延结构；所述p型过渡层和p⁺欧姆接触层共同形成雪崩光电二极管的p型层；所述n⁺SiC衬底位于器件的最底部；所述n^-SiC外延层位于n⁺SiC衬底上，厚1μm，其Al离子单位体积掺杂浓度N_D为1×10¹⁵cm^-3；所述p型过渡层位于n^-SiC外延层上，厚0.29μm，经注Al离子工艺形成，Al离子单位体积掺杂浓度为1×10¹⁷cm^-3至7×10¹⁷cm^-3；所述p⁺欧姆接触层位于p型过渡层上，厚0.07μm，经注Al离子工艺形成，Al离子单位体积掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3；所述保护层为SiO₂层，位于器件外部，覆盖器件上表面除电极外的其他区域，厚200nm；所述n型电极为环状，位于n⁺SiC衬底边缘上方；所述p型电极位于p⁺欧姆接触层上。

本发明制备方法如下：