[發明專利]一種抑制SiC紫外光電探測器暗電流方法

在審

• 申請號: 201410720879.7
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN104576825A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 吳正云;李忠東;吳惠忠
• 申請（專利權）人: 吳正云;李忠東
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種抑制暗電流的方法，具體地說，涉及一種抑制SiC紫外光電探測器暗電流方法。

背景技術

紫外光電探測器在國防和民用領域有巨大的應用背景，半導體紫外光電探測器是其中重要的產品之一。采用SiC材料制備紫外探測器具有量子效率高，暗電流低，可見光盲等優點。影響SiC紫外探測器的探測率的重要因素是器件的暗電流，目前常用抑制暗電流的方法采用SiO₂、SiN或其他介質膜鈍化的方式，但是采用的工藝沒有考慮器件在實際工作條件下暗電流不同產生機制，對暗電流的抑制效果還有待改善。由于紫外信號源強度一般都比紅外信號弱，因此要求具有比紅外探測更高性能的探測率才能滿足紫外探測需求，需要根據探測器在不同條件下暗電流的產生機制，有針對性的采用不同的工藝手段，進一步抑制暗電流，提高器件的探測率是實現微弱紫外信號探測的重要技術手段。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術存在的缺陷，提供一種抑制SiC紫外光電探測器暗電流方法，根據SiC光電探測器暗電流產生的來源及抑制他們的原理，利用不同生長方法在SiC紫外探測器器件表面制備SiO₂和SiN薄膜，分別考慮高低電場條件下各種薄膜對暗電流的抑制能力以及有效減少光生載流子在器件表面的復合，制備組合多層介質膜結構，優化生長技術條件，可進一步實現對SiC紫外光電探測器暗電流的抑制，有效提高其探測率。

其具體技術方案為：

一種抑制SiC紫外光電探測器暗電流方法，包括以下步驟：

步驟1：利用SiC的特點，在材料的Si面上干氧熱氧化生長犧牲層，在1000度高溫干氧氣氛中在SiC表面生長一層SiOx，然后用氫氟酸去除并用熱去離子水快速沖洗，可以有效減少器件表面的載流子復合中心密度；

步驟2：用干燥純氮氣快速吹干并立即置入氧化爐中，通過快速升溫至1000度，先干氧氧化1小時，然后濕氧氧化4小時，再干氧氧化1小時，形成約60nm后的SiOx層，在爐溫不變的條件下，用氮氣退火1小時，然后自然降溫，在器件表面形成致密度很高的SiOx層；熱氧化生成的SiOx膜可以有效抑制在器件邊緣高電場下的暗電流并提高其擊穿電壓；

步驟3：采用PECVD方法在熱氧化SiOx薄膜上再生長一層300nm的SiOx層，以抑制低電場下的暗電流；

步驟4：最后再采用PECVD方法生長200nmSiN薄膜，作為鈍化層，減小表面的載流子復合引起的暗電流。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

本發明根據SiC光電探測器暗電流產生的來源及抑制他們的原理，利用不同生長方法在SiC紫外探測器器件表面制備SiO₂和SiN薄膜，分別考慮高低電場條件下各種薄膜對暗電流的抑制能力以及有效減少光生載流子在器件表面的復合，制備組合多層介質膜結構及優化生長技術條件，可進一步實現對SiC紫外光電探測器暗電流的抑制，有效提高其探測率。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實例進一步闡述本發明。

一種抑制SiC紫外光電探測器暗電流方法，包括以下步驟：

步驟1：利用SiC的特點，在材料的Si面上干氧熱氧化生長犧牲層，在1000度高溫干氧氣氛中在SiC表面生長一層SiOx，然后用氫氟酸去除并用熱去離子水快速沖洗，可以有效減少器件表面的載流子復合中心密度；

步驟2：用干燥純氮氣快速吹干并立即置入氧化爐中，通過快速升溫至1000度，先干氧氧化1小時，然后濕氧氧化4小時，再干氧氧化1小時，形成約60nm后的SiOx層，在爐溫不變的條件下，用氮氣退火1小時，然后自然降溫，在器件表面形成致密度很高的SiOx層；熱氧化生成的SiOx膜可以有效抑制在器件邊緣高電場下的暗電流并提高其擊穿電壓；

步驟3：采用PECVD方法在熱氧化SiOx薄膜上再生長一層300nm的SiOx層，以抑制低電場下的暗電流；

步驟4：最后再采用PECVD方法生長200nmSiN薄膜，作為鈍化層，減小表面的載流子復合引起的暗電流。