[发明专利]一种双结型SiC器件及其制备方法

说明书

本发明涉及一种双结型SiC器件及其制备方法，包括以下步骤：1)N型SiC衬底上形成P型SiC层；2)P型SiC层上形成N型SiC层；3)在所述N型SiC衬底底部设置第一电极，刻蚀所述N型SiC层并沉积第三电极；4)刻蚀所述N型SiC层和P型SiC层并沉积第2电极；5)N型SiC层上生长荧光层；6)金属封装荧光层和部分N型SiC层形成金属层。7)在所述金属层的内侧涂覆光反射层；8)在所述金属层顶部开辐射窗口。与现有技术相比，本发明采用两个PN结并联，光电压现象较为显著，探测灵敏度高。同时器件使用了荧光材料做为转换材料，增加可探测光子数目，并使用金属反射层提高光收集效率，探测灵敏度进一步增强。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种双结型SiC器件及其制备方法。

背景技术

核电厂容易造成局部辐射剂量超标，需要及时进行探测，其对辐射探测器件的响应速度和灵敏度提出了很高的要求。基于半导体器件的射线探测器凭借体积小、功耗低、灵敏度高,可以与电子线路集成在同一芯片上,以及可以在零偏压条件下工作的优势,成为新型探测器的研究热门。目前核探测器件所用的半导体层的材料采用单晶硅、非晶硅、多晶硅,但此类材料禁带宽度窄，原子序数和密度相对较小，使得其对辐射损伤较为敏感，并且需要制冷，在低温下使用，制约了此类探测器在高辐照领域的使用。同时，现有探测器结构一般为单一PN结结构，输出光电压较低，光子接收效率低，因此探测灵敏度低。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提出一种双结型SiC器件及其制备方法，包括

1)N型SiC衬底上通过掺杂形成P型SiC层；

2)P型SiC层上通过掺杂形成N型SiC层；

3)在所述N型SiC衬底底部沉积第一电极，刻蚀所述N型SiC层并沉积第三电极；

4)刻蚀所述N型SiC层和P型SiC层并沉积第二电极；

5)N型SiC层上生长荧光层；

6)金属封装荧光层和部分N型SiC层形成金属层。

7)在所述金属层的内侧涂覆反射层；

8)在所述金属层顶部形成辐射窗口。

进一步地，所述1)中，N型SiC衬底厚度≥100μm，掺杂方式为离子注入或热扩散。

进一步地，所述1)中，掺杂元素为B或Al，掺杂浓度≥5×10¹⁵cm^-3。

进一步地，所述2)中，P型SiC层厚度≥1μm；所述N型SiC层厚度≥1μm；所述掺杂方式为离子注入或热扩散。

进一步地，所述2)中，掺杂元素为P或As，掺杂浓度≥5×10¹⁵cm^-3。

进一步地，所述5)中，荧光层厚度≥50nm；所述荧光层材料为碱土金属硫化物、铝酸盐、恶二唑及其衍生物类、三唑及其衍生物类、罗丹明及其衍生物类或香豆素类衍生物任一种。

进一步地，所述碱土金属硫化物包括ZnS或CaS；所述铝酸盐包括SrAl₂O₄，CaAl₂O₄或BaAl₂O₄。

进一步地，所述反射层材料为Ag或Au；所述反射层厚度≥1μm。

进一步地，所述8)中形成辐射窗口方式为腐蚀和焊接。

上述方法制备的双结型SiC器件，所述器件包括核辐射探测器。

与现有技术相比，本发明的进步之处在于：