碳化硅肖特基结型核电池的制造方法

摘要

本发明公开了一种碳化硅肖特基结型核电池的制造方法，该电池其自下而上依次包括n型欧姆接触电极8、n型SiC衬底7、n型SiC外延层6、SiO₂钝化层5、肖特基金属接触层4、肖特基接触电极3、键合层2和放射性同位素源层1，其中，形成n型SiC外延层6的步骤为在初始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。该方法可以减少n型外延层的载流子浓度，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

一种碳化硅肖特基结型核电池的制造方法，包括如下步骤：(1)在掺杂浓度为1×10¹⁸～7×10¹⁸cm^‑3的高掺杂n型SiC衬底上，外延生长厚度为3um～5um，掺氮浓度为1×10¹⁵～5×10¹⁵cm^‑3的初始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)对掺杂浓度为1×10¹³～5×10¹⁴cm^‑3的n型SiC外延层进行干氧氧化，形成SiO₂钝化层；(4)用反应离子刻蚀法在n型SiC衬底的背面刻蚀SiC层，电子束蒸发Ni/Cr/Au金属层，在1100±50℃温度下，氮气气氛中退火形成欧姆接触电极；(5)在SiO₂钝化层的中间利用湿法腐蚀出肖特基接触窗口，并且在该窗口上和窗口周边的SiO₂钝化层上淀积半透明高势垒肖特基金属Ni或Pt或Au，剥离分别形成肖特基金属接触层和肖特基接触电极；(6)在肖特基接触电极上用电子束蒸发Cr/Au形成键合层；(7)在肖特基金属接触层上镀上放射性同位素源Ni‑63层，完成铌掺杂n型外延层的碳化硅肖特基结型核电池的制作。