[发明专利]包括铌掺杂的n型SiC外延层的PIN型同位素核电池的制造方法

摘要

本发明公开了一种包括铌掺杂的n型SiC外延层的PIN型同位素核电池的制造方法，该电池包括放射性同位素源层1、SiO₂钝化层2、SiO₂致密绝缘层3、p型欧姆接触电极4、p型SiC外延层5、n型SiC外延层6、n型SiC衬底7和n型欧姆接触电极8，在制造方法中包括在初始n型SiC外延层上再进行注入能量为2000KeV～2500KeV，注入剂量为5×10¹³～1×10¹⁵cm^-2的铌离子注入，然后在1450℃～1650℃的高温下热退火20～40分钟，进而得到掺杂浓度为1×10¹³～5×10¹⁴cm^-3的n型SiC外延层。该方法减少本征层的载流子浓度，增大耗尽区宽度，提高产生的电子空穴对的收集率，进而提高器件的开路电压和能量转换效率。

主权项

一种包括铌掺杂的n型SiC外延层的PIN型同位素核电池的制造方法，包括如下步骤：(1)在高掺杂n型SiC衬底上，外延生长初始n型SiC外延层；(2)在初始n型SiC外延层上再进行注入能量为2000KeV～2500KeV，注入剂量为5×10¹³～1×10¹⁵cm^‑2的铌离子注入，然后在1450℃～1650℃的高温下热退火20～40分钟，进而得到掺杂浓度为1×10¹³～5×10¹⁴cm^‑3的n型SiC外延层；(3)在掺杂浓度为1×10¹³～5×10¹⁴cm^‑3的n型SiC外延层上生长高掺杂p型外延层；(4)在高掺杂p型外延层上采用电感耦合等离子体刻蚀法刻蚀出台面；(5)对刻蚀后的样片进行RCA标准清洗，干氧氧化，形成SiO₂致密氧化层；(6)在SiO₂致密氧化层上采用低压热壁化学气相淀积法淀积SiO₂钝化层；(7)在SiO₂钝化层上涂胶，光刻制作阻挡层，腐蚀开窗；(8)在开窗后的样片正面涂胶，使用含p型电极形状的光刻版，光刻产生电极金属区，然后通过磁控溅射淀积Ti/Al/Au合金，再进行剥离，形成p型电极图形；(9)在样片背面通过磁控溅射淀积Ni/Cr/Au合金，形成n型接触电极；(10)将整个样片在1050℃下氮气气氛中快速热退火3分钟，同时形成p型和n型欧姆接触电极；(11)在高掺杂p型外延层上选择性的镀上同位素源，完成铌掺杂n型外延层的PIN型同位素核电池的制作。