[发明专利]紫外探测器及其制备方法在审
申请号: | 201811103925.3 | 申请日: | 2018-09-21 |
公开(公告)号: | CN109301007A | 公开(公告)日: | 2019-02-01 |
发明(设计)人: | 白云;杨成樾;汤益丹;陈宏;田晓丽;刘新宇 | 申请(专利权)人: | 中国科学院微电子研究所 |
主分类号: | H01L31/0328 | 分类号: | H01L31/0328;H01L31/109;H01L31/18 |
代理公司: | 中科专利商标代理有限责任公司 11021 | 代理人: | 任岩 |
地址: | 100029 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 紫外探测器 发射区 制备 衬底下表面 侧壁共面 依次设置 发射极 缓冲层 集电极 集电区 侧壁 衬底 | ||
1.一种紫外探测器,包括:
按自下而上的顺序依次设置的N+型SiC衬底、N型SiC缓冲层、N型SiC集电区、P型SiC基区、N型Ga2O3发射区;
设置于N+型SiC衬底下表面的集电极;以及
设置于N型Ga2O3发射区上的发射极;
其中,所述N型Ga2O3发射区的侧壁和所述P型SiC基区的侧壁共面。
2.根据权利要求1所述的紫外探测器,其特征在于,所述紫外探测器还包括设置于紫外探测器表面的介质层。
3.根据权利要求2所述的紫外探测器,其特征在于,所述介质层包括厚度为2500nm的SiO2介质层。
4.根据权利要求1所述的紫外探测器,其特征在于,所述N+型SiC衬底的厚度为300~400μm;所述N型SiC缓冲层的厚度为0.5μm;所述N型SiC集电区的厚度为0.5~2μm;所述P型SiC基区的厚度为0.5~2μm;所述N型Ga2O3发射区的厚度为0.2~0.5μm。
5.根据权利要求1所述的紫外探测器,其特征在于,所述N型SiC缓冲层的掺杂浓度为1×1018cm-3;所述N型SiC集电区的掺杂浓度为5×1018~1×1019cm-3;所述P型SiC基区的掺杂浓度为1×1017~1×1016cm-3;所述N型Ga2O3发射区的掺杂浓度为1×1018~1×1019cm-3。
6.根据权利要求1所述的紫外探测器,其特征在于,所述集电极的材料为Ni金属;所述发射极的材料为Ti/Au金属。
7.一种制备紫外探测器的方法,包括:
在N+型SiC衬底上依次形成N型SiC缓冲层、N型SiC集电区、P型SiC基区、N型Ga2O3发射区;
同时刻蚀所述N型Ga2O3发射区和所述P型SiC基区,使得所述N型Ga2O3发射区的侧壁和所述P型SiC基区的侧壁共面;
在所得结构的表面覆盖介质层;
在N+型SiC衬底的下表面形成集电极;
在经刻蚀的N型Ga2O3发射区上形成发射极。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,同时刻蚀所述N型Ga2O3发射区和所述P型SiC基区的工艺条件包括:射频功率(RF)100W,低频功率(LF)500W,SF6气体流量20sccm,Ar气体流量5sccm,压强10mtorr。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,还包括:基于所述紫外探测器的峰值响应波长确定所述介质层的材料和厚度。
10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,形成集电极包括:
在N十型SiC衬底的下表面生长Ni金属;
在900~1000℃的温度范围内,在真空环境或惰性气体氛围中进行快速热退火。
11.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,形成发射极包括:
在介质层上光刻出发射极的图形;
基于所述图形,在介质层上开设发射极窗口,以暴露出经刻蚀的N型Ga2O3发射区;
在经刻蚀的N型Ga2O3发射区上生长Ti/Au金属;
在850~900℃的温度范围内,在真空环境或惰性气体氛围中进行快速热退火。
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