[發明專利]一種基于CuAlO2

有效

• 申請號: 202010574078.X
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111668326B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 胡繼超;李丹丹
• 申請（專利權）人: 三立智能電氣有限公司
• 主分類號: H01L31/0336
• 分類號: H01L31/0336;H01L31/0352;H01L31/105;H01L31/18
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 韓玙

本發明公開了一種CuAlO₂/SiC紫外光電二極管，包括頂電極和底電極，兩電極之間由頂電極向底電極方向依次設置有P型晶體CuAlO₂薄膜、I型SiC薄膜和N型SiC襯底，本發明還公開了一種CuAlO₂/SiC紫外光電二極管的制備方法，首先對N型SiC襯底進行清洗，清洗后吹干待用；在清洗后的N型SiC襯底上進行本征SiC同質外延層生長；在本征SiC同質外延層上進行P型晶體CuAlO₂異質外延層生長；在P型晶體CuAlO₂異質外延層上制作頂電極；對N型SiC襯底下表面制作底電極，最終形成CuAlO₂/SiC紫外光電二極管，本發明具有良好的光電響應，穩定性好，反應靈敏，加工工藝重復性好。

技術領域

本發明屬于紫外光電探測應用技術領域，具體涉及一種CuAlO₂/SiC紫外光電二極管，本發明還涉及一種CuAlO₂/SiC紫外光電二極管的制備方法。

背景技術

紫外探測技術是近年來快速發展的光電探測技術之一。紫外探測器在導彈預警、水質監測和災害天氣預報等方面均有重要的用途。碳化硅(4H-SiC) 作為第三代寬禁帶半導體材料的代表，具有禁帶寬度大、擊穿電場高、熱導率高、電子飽和遷移率高、介電常數小等性質使其在紫外光電探測器件、電力電子和激光器等領域具有巨大的應用潛力。

4H-SiC PIN型紫外探測器具有較低的噪聲、較快的光電響應度等特點。一般情況下，碳化硅的P型摻雜是對其進行Al摻雜，由于Al在室溫下的電離能較高，室溫下不能完全電離，從而導致P型碳化硅的摻雜濃度不高。而 CuAlO₂薄膜是具有優良光電性能的半導體材料，同時也是一種寬禁帶(禁帶寬度為3.5eV)透明導電氧化物薄膜，和P型的碳化硅相比具有更大的禁帶寬度以及更高的空穴濃度。本發明設計的基于p-CuAlO₂/n-SiC異質結薄膜的紫外光電二極管具有良好的光電響應，穩定性好，反應靈敏，加工工藝重復性好，具有巨大的應用前景。

發明內容

本發明的目的是提供一種CuAlO₂/SiC紫外光電二極管，具有良好的光電響應，穩定性好，反應靈敏，加工工藝重復性好。

本發明的另一目的是提供一種CuAlO₂/SiC紫外光電二極管的制備方法。

本發明所采用的第一技術方案是，一種CuAlO₂/SiC紫外光電二極管，包括頂電極和底電極，兩電極之間由頂電極向底電極方向依次設置有P型晶體CuAlO₂薄膜、I型SiC薄膜和N型SiC襯底。

本發明第一技術方案的特點還在于，

頂電極和底電極材料為Au、Al、Ni、Cu、Pb金屬材料中的一種任意幾種的混合物，或者為包含上述一種或任意幾種混合金屬材料的合金，或者ITO 導電性化合物。

N型SiC襯底為摻氮的SiC材料；I型晶體SiC薄膜為非故意摻雜的SiC 層，摻雜濃度為10¹⁵cm^～3。

P型晶體CuAlO₂薄膜摻雜濃度為10¹⁷～10¹⁸cm^～3。

本發明所采用的第二技術方案是，一種CuAlO₂/SiC紫外光電二極管的制備方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、對N型SiC襯底進行清洗，清洗后吹干待用；

步驟2、在所述步驟1清洗后的N型SiC襯底上進行本征SiC同質外延層生長；

步驟3、在所述步驟2得到的本征SiC同質外延層上進行P型晶體CuAlO₂異質外延層生長；