[发明专利]制造UV辐射检测器器件的方法以及UV辐射检测器器件

说明书

本公开的实施例涉及制造UV辐射检测器器件的方法以及UV辐射检测器器件。用于检测UV辐射的器件，包括：具有N掺杂的SiC衬底；具有N掺杂的SiC漂移层，SiC漂移层在衬底之上延伸；阴极端子；以及阳极端子。阳极端子包括：具有P掺杂的掺杂阳极区，掺杂阳极区在漂移层中延伸；以及包括一个或多个富碳层，特别是石墨烯和/或石墨层的欧姆触点区，欧姆触点区在掺杂阳极区中延伸。欧姆触点区对于待检测的UV辐射透明。

技术领域

本公开涉及制造UV辐射检测器器件的方法和UV辐射检测器器件。具体地，本公开涉及具有对待检测的UV辐射透明的阳极端子或阴极端子的光电检测器二极管。

背景技术

众所周知，特别是对于电源应用，具有宽带隙(特别是带隙能量值Eg高于1.1eV)、低导通电阻(R_ON)、高热导率值、高操作频率以及高载流子饱和速度的半导体材料是生产电子组件(诸如二极管或晶体管)的理想选择。具有这些特性并且被设计用于制造电子组件的材料是碳化硅(SiC)。具体地，就前面列出的性质而言，碳化硅在其不同的多型体(例如，3C-SiC、4H-SiC、6H-SiC)中比硅更优选。

与硅衬底上提供的类似器件相比，在碳化硅衬底上提供的电子器件具有许多优点，诸如低输出导通电阻、低泄漏电流、高操作温度和高操作频率。具体地，对例如来自太阳、天文物体或人造光源(在医学、军事、环境和天文领域)的紫外线(UV)辐射的检测在过去几年中受到了相当大的关注。因此，高灵敏度二极管阵列的制造特别令人感兴趣。在该上下文中，宽带隙材料是检测UV辐射的绝佳候选；碳化硅因此特别适用于该目的。在SiC多型体之中，4H-SiC因其宽带隙(约3.3eV)而更优选用于检测UV辐射。

用于检测UV辐射的已知类型的肖特基或PN光电二极管在重掺杂衬底上生长的4H-SiC外延层上制造。通过形成提供肖特基触点的金属区，在光电二极管的前侧上提供肖特基触点，而例如通过形成镍层，然后进行快速热退火(在约950℃-1000℃下)，在光电二极管的背侧上提供欧姆触点。前侧上的肖特基触点通过光刻过程限定通常为梳齿状的钛或镍硅化物结构而获得。前侧(前电极)上的肖特基触点的几何形状被选择为使得能够直接暴露于待检测的辐射，并且肖特基光电二极管的竖直传导电操作由此而被制造。

单个二极管被直接暴露于UV辐射和电光活动的区域受限于前侧肖特基触点的存在，前侧肖特基触点反射和/或吸收UV辐射并且因此减少有效暴露的有用区域。

图1在X、Y、Z轴(三轴)笛卡尔参考系中以侧视截面图示出了已知类型的竖直传导肖特基二极管1。

肖特基二极管1包括：N型重掺杂SiC(例如，1·10²⁰原子/cm³)的衬底3，衬底3被提供有与表面3b相对的表面3a；在衬底3的表面3a上外延生长的SiC漂移层2，其N型掺杂浓度低于衬底3的掺杂浓度；欧姆触点区6(例如，硅化镍)，其在衬底3的表面3b之上延伸；阴极金属化体16，其在欧姆衬底区6之上延伸；以及阳极金属化体8，其在漂移层2的顶面2a之上延伸。

肖特基触点或结(半导体金属类型)因此形成在漂移层2与阳极金属化体8之间的界面处。具体地，肖特基结由漂移层2与阳极金属化体8的相应部分直接电接触的部分形成。

如上所述，该器件的缺点是减少了活动区域，即，在与待检测的UV辐射相互作用之后专用于电荷载流子的生成的区域。事实上，表面2a被阳极金属化体8涂覆的部分不参与UV辐射的检测以及由于待被阳极金属化体8检测的UV辐射本身的吸收和/或反射而导致的电荷载流子的随后生成。

发明内容

本发明的目的在于提供能够克服现有技术缺陷的制造UV辐射检测器器件的方法以及UV辐射检测器器件。