[发明专利]外延GaN的并联式PIN结构β辐照电池及其制备方法

摘要

本发明公开了一种外延GaN的并联式PIN结构β辐照电池及其制备方法，主要解决当前核电池能量转化率及输出功率低的问题。其包括：并联上、下两个PIN结和β放射源；下PIN结自下而上依次为，N型欧姆接触电极、N型高掺杂4H-SiC衬底、N型低掺杂SiC外延层、P型高掺杂GaN外延层和P型欧姆接触电极，上PIN结自上而下的结构分布与下PIN结自下而上的结构分布相同；每个PIN结中有多个沟槽，每个沟槽内均放置有α放射源；两个PIN结通过P型欧姆接触电极相接触,上下沟槽镜面对称且相互贯通。本发明具有放射源与半导体接触面积大，核原料利用率及能量收集率高，电池输出电压大的优点，可为微小电路持久供电等供电。

主权项

一种外延GaN的并联式PIN结构β辐照电池，包括：PIN单元和β放射源，其特征在于： 所述PIN单元，采用上、下两个PIN结并联构成；下PIN结自下而上依次为，N型欧姆接触电极(5)、N型高掺杂4H‑SiC衬底(1)、掺杂浓度为1x10¹⁵～3x10¹⁵cm^‑3的N型低掺杂SiC外延层(2)、掺杂浓度为1x10¹⁹～5.5x10¹⁹cm^‑3的P型高掺杂GaN外延层(3)和P型欧姆接触电极(4)，上PIN结自下而上依次为，P型欧姆接触电极(4)、掺杂浓度为1x10¹⁹～5.5x10¹⁹cm^‑3的P型高掺杂GaN外延层(3)、掺杂浓度为1x10¹⁵～3x10¹⁵cm^‑3的N型低掺杂SiC外延层(2)、N型高掺杂4H‑SiC衬底(1)和N型欧姆接触电极(5)； 所述两个PIN结其P型欧姆接触电极(4)的一面接触在一起，上下PIN结中沟槽形成镜面对称，相互贯通的一体结构； 每个PIN结中都设有n个沟槽(6)，其中n≥2，每个沟槽(6)内均放置有β放射源(7)，以产生放射高能β粒子。