[发明专利]紫外探测器及其制备方法在审

专利信息
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
【权利要求书】:

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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