[發(fā)明專利]新型多層結(jié)構(gòu)碳化硅光電導(dǎo)開關(guān)及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310038265.6
• 申請(qǐng)日: 2013-01-31
• 公開（公告）號(hào): CN103137772A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周郁明;姜浩楠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L31/103
• 分類號(hào): H01L31/103;H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 蔣海軍

1.新型多層結(jié)構(gòu)碳化硅光電導(dǎo)開關(guān)，它包括襯底（1），所述的襯底（1）由釩摻雜形成的半絕緣碳化硅晶片或本征碳化硅晶片構(gòu)成，其特征在于：在所述襯底（1）的硅面上有一層導(dǎo)電類型的第一摻雜層（2），摻雜類型為N型；所述襯底（1）的碳面上有兩層導(dǎo)電類型的摻雜層，從內(nèi)到外依次為：第二摻雜層（3）和第三摻雜層（4），所述的第二摻雜層（3）摻雜類型為P型，所述的第三摻雜層（4）摻雜類型為N型；所述硅面一側(cè)設(shè)置有開關(guān)的陽(yáng)極（5），所述的碳面的一側(cè)設(shè)置有開關(guān)的陰極（6）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多層結(jié)構(gòu)碳化硅光電導(dǎo)開關(guān)，其特征在于：所述第一摻雜層（2）和第三摻雜層（4）的離子濃度為2-5×10¹⁸個(gè)/cm³，摻雜層的厚度為10-20?mm；所述第二摻雜層（3）的離子濃度為1-3×10¹⁸個(gè)/cm³，離子注入的深度為0.8-1.2?mm。

3.新型多層結(jié)構(gòu)碳化硅光電導(dǎo)開關(guān)的制備方法，其步驟為：

1）選擇襯底

選用由釩摻雜形成的半絕緣碳化硅晶片或本征碳化硅晶片作為襯底（1）；

2）在襯底的硅面上進(jìn)行外延生長(zhǎng)

采用高溫化學(xué)氣相沉積工藝在所述的襯底（1）硅面的0001面上偏軸4-8°外延生長(zhǎng)摻入N，形成第一摻雜層（2），摻雜濃度控制在2-5×10¹⁸個(gè)/cm³，生長(zhǎng)溫度為1500-1600?℃、生長(zhǎng)氣壓為50-200?mbar，反應(yīng)氣體由硅烷、丙烷和氮?dú)饨M成，由氫氣稀釋并作為載氣，形成的第一摻雜層（2）的厚度為10-20?mm；

3）在襯底的碳面上注入離子并進(jìn)行外延生長(zhǎng)

a）采用離子注入工藝，注入能量為450-550?KeV、劑量為1-5×10¹⁵?cm^-2，在所述襯底（1）的碳面上形成離子濃度為1-3×10^18?個(gè)/cm³的P型第二摻雜層（3），控制第二摻雜層（3）的離子注入深度為0.8-1.2?mm；離子注入后采用1600-1700?℃高溫退火20-50min，并采用碳膜保護(hù)，退火后在1050-1100?℃的氧氣氣氛下氧化；

b)?采用高溫化學(xué)氣相沉積工藝在步驟a）制得的第二摻雜層（3）上外延生長(zhǎng)濃度為2-5×10¹⁸個(gè)/cm³的N型第三摻雜層（4），生長(zhǎng)溫度為1500-1600?℃、生長(zhǎng)氣壓為50-200?mbar，反應(yīng)氣體由硅烷、丙烷和氮?dú)饨M成，由氫氣稀釋并作為載氣，控制生長(zhǎng)厚度為10-20?mm，至此，得碳化硅光導(dǎo)開關(guān)晶片；

4）將制備的碳化硅光導(dǎo)開關(guān)晶片，采用磁控濺射工藝或者電子束蒸發(fā)法從內(nèi)到外在晶片的兩側(cè)分別制備Ni/Pt/Cu或者Ti/Al/Cu金屬電極接觸層，該金屬電極接觸層中，金屬層Ni、Pt、Ti、Al的厚度均為200?nm，金屬層Cu厚度為500?nm，濺射或蒸發(fā)時(shí)腔室真空度為3-5×10^-5?Pa；

5）在所述襯底（1）的硅面一側(cè)設(shè)置開關(guān)的陽(yáng)極（5），碳面一側(cè)設(shè)置開關(guān)的陰極（6）。