| 主权项 |
1.一种高温操作下的高增益单晶碳化矽光电晶体之结构,系包含下列各层:第一层矽基板,系以(111)n-型矽晶片制作;第二层缓冲层,系在基板上成长一层2250埃制作;第三层n型单晶碳化矽作为射极,系在缓冲层上成长一层550埃制作;第四层i2低掺杂层,系在射极上成长一层550埃制作;第五层p型单晶碳化矽作为基极,系在低掺杂层上成长一层150埃制作;第六层i1低掺杂层,系在基极上成长一层5500埃制作;第七层n型单晶碳化矽作为集极,系在低掺杂层上成长一层250埃制作;集极电极,系在集极上镀上透明电极制作;射极电极,系在射极接触区镀上镍制作。2.一种高温操作下的高增益单晶碳化矽光电晶体之制程,系包含下列步骤:首先以一般清洗步骤准备好(111)n-型矽晶片作为基板,置入成长系统中,抽真空至10-6Torr后,升温至摄氏九百度,将HCL(10sccm)与H2(1.2lpm)通入成长系统中,压力为2.5Torr并维持十分钟,以除去矽晶片上之原氧化层,而后降至室温,并抽真空至10-6Torr;在基板上成长一层2250埃之缓冲层,先将SiH4(12sccm)与H2(1.2lpm)通入成长系统中,成长压力2.5Torr,升温至摄氏一千两百度,然后将通入成长系统中,其流速以由0逐渐增至10sccm;成长一层550埃之n型单晶碳化矽薄膜(n2-layer)作为射极,成长条件为10sccm C3H8,12sccm pH3,12sccm SiH4,1.2lpmH2,2.5 Torr,摄氏一千二百度;成长一层550埃之p-型单晶碳化矽薄膜(i2-layer)作为低掺杂层,条件为10sccm C3H8,0.03sccm B2H6,12sccm SiH4,1.2lpm H2,2.5Torr,摄氏一千二百度;成长一层150埃之p型单晶碳化矽薄膜作为基极,条件10sccmC3H8,12sccm B2H6,12sccm SiH4,1.2lpm H2,2.5Torr,摄氏一千二百度;成长一层5500埃之p-型单晶碳化矽薄膜(il-layer)作为低掺杂层,条件为10sccm C3H8,0.03sccm B2H6,12sccm SiH4,1.2lpm H2,2.5Torr,摄氏一千二百度;成长一层250埃之n型单晶碳化矽薄膜作为集极,条为10sccmC3H8,12sccm SiH4,1.2lpm H2,2.5Torr,摄氏一千二百度;以光罩及电浆蚀刻出射极电极接触区并设定元件之面积,在射极电极接触区镀上镍(Ni),并做摄氏七百度,三十秒之退火,以形成射极电极;在集极上镀上透明电极(ITO),以形成集极电极。图式简单说明:第一图为n-i-p-i-n型单晶碳化矽光电晶体之结构图;第二图为n-i-p-i-n型单晶碳化矽光电晶体的能带图;第二图a为n-i-p-i-n型单晶碳化矽光电晶体于平衡情况下之能带图;第二图b为n-i-p-i-n型单晶碳化矽光电晶体于正常偏压下及照光情况下之能带图;第三图为n-i-p-i-n型单晶碳化矽光电晶体于不同温度下测得的电流电压特性图;第三图a为光电流时电流电压特性图:为对入射光,波长500nm,功率为10-6瓦之n-i-p-i-n型单晶碳化矽光电晶体,于室温摄氏二十五度及高温摄氏三百度的特性图;第三图b暗电流时电流电压特性图:为无入射光,之n-i-p-i-n型单晶碳化矽光电晶体,在摄氏二十五度至三百五十之间,电流电压特性图;第四图为温度对n-i-p-i-n型单晶碳化矽光电晶体与n-p-n单晶碳化矽光电晶体的光电流与暗电流影响图;第五图为光增益与温度的关系图;第六图为温度对碳化矽与矽光电晶体之光增益的影响之比较图。 |
