[发明专利]一种基于碳化硅PN结型β辐射伏特效应核电池

权利要求书

1.一种基于碳化硅PN结型β辐射伏特效应核电池，其特征在于包括：纯β放射源(1)，碳化硅PN结器件内部依次层叠设置为正面环形欧姆接触电极层(2)、二氧化硅钝化层(3)、P型低掺杂碳化硅层(4)、N型高掺杂碳化硅层(5)、单晶碳化硅衬底层(6)、背欧姆接触电极层(7)，核电池外壳(8)和核电池外壳可拆卸部分(9)。

2.根据权利要求1所述一种基于碳化硅PN结型β辐射伏特效应核电池中纯β放射源(1)为薄片状圆柱形固态放射源，选用的氚源(Ti³T_X)的厚度不大于2μm且优选于2μm，镍-63源(⁶³Ni)的厚度不大于3μm且优选于3μm，将纯β放射源(1)耦合加载在碳化硅PN结器件的上表面。

3.根据权利要求1所述一种基于碳化硅PN结型β辐射伏特效应核电池中碳化硅PN结器件为圆柱形，其半径大于纯β放射源(1)的半径,碳化硅PN结器件的正面环形欧姆接触电极层(2)为Ti/Ni/Au复合金属层，厚度小于50nm且优选于30nm，Au金属层蒸镀在二氧化硅钝化层(3)的上表面，然后再在Au金属层上依次蒸镀Ni金属层和Ti金属层构成Ti/Ni/Au复合金属层。

4.根据权利要求1所述一种基于碳化硅PN结型β辐射伏特效应核电池中碳化硅PN结器件的二氧化硅钝化层(3)的厚度小于10nm且优选于2nm。

5.根据权利要求1所述一种基于碳化硅PN结型β辐射伏特效应核电池中氚源(Ti³T_X)对应的核电池中碳化硅PN结单元的厚度在1.1～2.5μm，P型低掺杂碳化硅层(4)的掺杂原子浓度N_A在5×10¹⁴/cm³～2.5×10¹⁵/cm³且厚度在0.9～2.5μm，N型高掺杂碳化硅层(5)的掺杂原子浓度N_D在6.2×10¹⁵/cm³～1×10¹⁸/cm³且厚度不大于0.37μm。

6.根据权利要求1所述一种基于碳化硅PN结型β辐射伏特效应核电池中氚源(Ti³T_X)对应的核电池中碳化硅PN结单元的厚度优选于1.1μm，P型低掺杂碳化硅层(4)的掺杂原子浓度N_A＝2.5×10¹⁵/cm³且厚度在1.06～1.1μm，N型高掺杂碳化硅层(5)的掺杂原子浓度N_D在3.2×10¹⁶/cm³～1×10¹⁸/cm³且厚度不大于0.08μm。

7.根据权利要求1所述一种基于碳化硅PN结型β辐射伏特效应核电池中镍-63源(⁶³Ni)对应的核电池中碳化硅PN结单元的厚度在8～23μm，P型低掺杂碳化硅层(4)的掺杂原子浓度N_A在5.5×10¹²/cm³～5.2×10¹³/cm³且厚度在5.7～23μm，N型高掺杂碳化硅层(5)的掺杂原子浓度N_D在8×10¹³/cm³～1×10¹⁸/cm³且厚度不大于3.7μm。