[发明专利]一种碳化硅基紫外探测器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种碳化硅基紫外探测器及其制备方法，属于光电探测器件制备技术领域。包括PIN三层结构，底层为N型的碳化硅衬底，中间的I层为N型的碳化硅外延层，顶层为P型的碳化硅外延层。在P型层的上方表面分别有钝化保护层、减反射膜、欧姆接触以及引出线。N型衬底下方表面有欧姆接触，直接与电极焊盘相连。本发明选用了抗击穿、宽禁带、高量子转换效率的材料作为衬底，简化了加工工艺，成功制备了钝化层、欧姆接触，有效提高了探测器的灵敏度。

技术领域

本发明涉及一种碳化硅基紫外探测器及其制备方法，属于光电探测器件制备技术领域。

背景技术

紫外探测器是一种能够将紫外光信号转换成电信号的器件，它在天气监测、火灾报警、细胞癌变检测以及紫外天文观测方面有广泛用途。

现有的紫外探测器一般为紫外增强型Si基探测器，存在以下不足：Si基紫外探测器可靠性低、灵敏度和导热性不能兼容。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种碳化硅基紫外探测器及其制备方法，该紫外探测器可靠性高、导热性能好、灵敏度高，从而解决了现有Si基紫外探测器可靠性低、灵敏度和导热性不能兼容的难题，且该探测器的制备方法加工工艺简单，可靠性高，能够实现批量生产。

本发明的技术解决方案是：

一种碳化硅基紫外探测器，该探测器包括衬底、第一外延层、第二外延层、钝化保护层、减反射膜层、P型碳化硅欧姆接触、引线和N型碳化硅欧姆接触；

所述的衬底上方为第一外延层，第一外延层的上方为第二外延层，第二外延层的上方为钝化保护层，钝化保护层的中心镂空，减反射膜层嵌入到钝化保护层中心镂空位置，且减反射膜层与钝化保护层中心镂空位置相匹配；减反射膜层上带有环形凹槽，环形凹槽的深度与减反射膜层的厚度相同，P型碳化硅欧姆接触嵌入到减反射膜层的环形凹槽中，且P型碳化硅欧姆接触与减反射膜层的环形凹槽相匹配，引线与P型碳化硅欧姆接触连接；衬底下方为N型碳化硅欧姆接触，N型碳化硅欧姆接触用于与外部器件相连；

所述的衬底的材料为N+型碳化硅；

所述的第一外延层的材料为N-型碳化硅；

所述的第二外延层的材料为P型碳化硅；

所述的钝化保护层的材料为氮化硅薄膜；

所述的减反射膜层的材料为二氧化硅薄膜；

所述的P型碳化硅欧姆接触采用引线键合方式引出电极线，N型碳化硅欧姆接触直接焊接在封装管壳上。

一种碳化硅基紫外探测器的制备方法，该方法的步骤包括：

(1)在衬底上进行同质外延生长制备第一外延层和第二外延层；

(2)在步骤(1)制备的第二外延层上制备钝化保护层；

(3)将步骤(2)制备的钝化保护层的中心进行镂空，在钝化保护层中心镂空位置制备减反射膜层；

(4)在步骤(3)制备的减反射膜层上开环形凹槽，在减反射膜层的环形凹槽中制备P型碳化硅欧姆接触，通过引线键合的方式引出金线引线；

(5)在步骤(4)得到的衬底的底部制作N型碳化硅欧姆接触，用于与外部器件相连。

所述步骤(1)中，PIN三层碳化硅材料是在重掺杂的N型碳化硅衬底正面生长低掺杂的N型外延层，形成耗尽区I层；在N型外延层上生长P型外延层，形成电极区P层；

所述步骤(2)中，钝化保护层采用LPCVD淀积氮化硅薄膜；

所述步骤(3)中，减反射膜层采用LPCVD淀积二氧化硅薄膜；