[發(fā)明專利]碳化硅網(wǎng)格狀電極PIN型核電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110181205.0
• 申請(qǐng)日: 2011-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN102280157A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭輝;張玉娟;張玉明;石彥強(qiáng);項(xiàng)萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G21H1/06
• 分類號(hào): G21H1/06
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種碳化硅網(wǎng)格狀電極PIN型核電池，依次包括放射性同位素源層(1)、SiO₂鈍化層(2)、SiO₂致密絕緣層(3)、p型歐姆接觸電極(4)、摻雜濃度為1×10¹⁹～5×10¹⁹cm^-3的p型SiC外延層(5)、摻雜濃度為1×10¹⁵～5×10¹⁵cm^-3的n型SiC外延層(6)、摻雜濃度為1×10¹⁸～7×10¹⁸cm^-3的n型SiC襯底樣片(7)和n型歐姆接觸電極(8)，其特征在于p型歐姆接觸電極(4)采用g個(gè)大小相同的正方形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，g≥4，放射性同位素源層(1)覆蓋在該網(wǎng)格接觸電極的表面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電池，其特征在于正方形網(wǎng)格由m個(gè)橫向矩形條和n個(gè)縱向矩形條分割而成，其中m≥2，n≥2。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電池，其特征在于橫向矩形條的長(zhǎng)度a與p型SiC外延層的橫向長(zhǎng)度相同，縱向矩形條的長(zhǎng)度b與p型SiC外延層的縱向長(zhǎng)度相同，橫向矩形條的寬度u為橫向矩形條長(zhǎng)度a的1/50倍，縱向矩形條的寬度w與橫向矩形條的寬度u相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電池，其特征在于正方形網(wǎng)格的邊長(zhǎng)d≤2×l，l為載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度，其中，D為載流子擴(kuò)散系數(shù)，τ為載流子從產(chǎn)生到復(fù)合所用的時(shí)間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電池，其特征在于正方形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的外圍設(shè)有q個(gè)正方形的引腳，q≥2，引腳的邊長(zhǎng)p為橫向矩形條寬度u的c倍，2≤c≤10。

6.一種碳化硅網(wǎng)格狀電極PIN型核電池的制作方法，包括如下步驟：

(1)在摻雜濃度為1×10¹⁸～7×10¹⁸cm^-3的高摻雜n型SiC襯底樣片上，外延生長(zhǎng)摻雜濃度為1×10¹⁵～5×10¹⁵cm^-3，厚度為3um～5um的低摻雜n型外延層；

(2)在低摻雜n型外延層上生長(zhǎng)摻雜濃度為1×10¹⁹～5×10¹⁹cm^-3，厚度為0.2um～0.5um的高摻雜p型外延層；

(3)在高摻雜p型外延層上采用電感耦合等離子體刻蝕法刻蝕出0.2um～0.6um的臺(tái)面；

(4)對(duì)刻蝕后的樣片進(jìn)行RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗，干氧氧化2小時(shí)，形成厚度為10nm～20nm的SiO₂致密氧化層；

(5)在SiO₂致密氧化層上采用低壓熱壁化學(xué)氣相淀積法淀積厚度為0.3um～0.5um的SiO₂鈍化層；

(6)在SiO₂鈍化層上涂膠，光刻制作阻擋層，用濃度為5％的HF酸腐蝕10秒開窗；

(7)在開窗后的樣片正面涂膠，使用網(wǎng)格形狀的光刻版，光刻出網(wǎng)格圖形，然后通過(guò)磁控濺射淀積Ti/Al/Au合金，再進(jìn)行剝離，形成p型電極圖形；

(8)在樣片背面通過(guò)磁控濺射淀積Ni/Cr/Au合金，形成n型接觸電極；

(9)將整個(gè)樣片在1050℃下氮?dú)鈿夥罩锌焖贌嵬嘶?分鐘，同時(shí)形成p型和n型歐姆接觸電極；

(10)將同位素源層覆蓋在網(wǎng)格狀p型歐姆接觸電極的表面，完成碳化硅網(wǎng)格狀電極PIN型核電池的制作。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳化硅網(wǎng)格狀電極PIN型核電池的制作方法，其中步驟(7)所述的通過(guò)磁控濺射淀積Ti/Al/Au合金，其厚度分別為50nm/100nm/100nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳化硅網(wǎng)格狀電極PIN型核電池的制作方法，其中步驟(8)所述的通過(guò)磁控濺射淀積Ni/Cr/Au合金，其厚度分別為200nm/50nm/100nm。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制作碳化硅網(wǎng)格狀電極PIN型核電池的方法，其中步驟(10)所述的將同位素源層覆蓋在網(wǎng)格狀p型歐姆接觸電極的表面，是先將同位素源⁶³Ni電鍍?cè)诒咏饘貯l上，再將薄層金屬Al覆蓋在網(wǎng)格狀p型歐姆接觸電極的表面。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制作碳化硅網(wǎng)格狀電極PIN型核電池的方法，其中步驟(10)所述的將同位素源層覆蓋在網(wǎng)格狀p型歐姆接觸電極的表面，是先將同位素源²⁴¹Am電鍍?cè)诒咏饘貱u上，再將薄層金屬Cu覆蓋在網(wǎng)格狀p型歐姆接觸電極的表面。