[发明专利]一种基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器，其特征在于：包括从下到上依次相接的N型欧姆接触下电极、N型衬底和低掺外延层，低掺外延层为N型低掺外延层或P型低掺外延层；当为N型低掺外延层时，N型低掺外延层表面通过选区离子注入形成P型阱区域，P型阱区域上设有P型欧姆接触上电极，P型欧姆接触上电极沿周边设有金属导电电极；当为P型低掺外延层时，P型低掺外延层表面通过选区离子注入形成N型阱区域，N型阱区域上设有N型欧姆接触上电极，N型欧姆接触上电极沿周边设有金属导电电极。

2.如权利要求1所述的基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器，其特征在于：当为P型低掺外延层时，P型低掺外延层和N型衬底之间设有P型高掺外延层。

3.如权利要求1或2所述的基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器，其特征在于：P型或N型阱区域的掺杂浓度高于1×10¹⁷cm^-3；P型或N型阱区域的深度低于1μm。

4.如权利要求1或2所述的基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器，其特征在于：P型或N型阱区域在N型或P型低掺外延层表面呈间隔性分布；P型或N型欧姆接触上电极设在P型或N型阱区域上、且P型或N型欧姆接触上电极的宽度小于P型或N型阱区域的宽度。

5.如权利要求4所述的基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器，其特征在于：P型或N型阱区域的填充因子为10～90％；P型或N型阱区域和P型或N型欧姆接触上电极呈相互对应的栅条状、网格状或环状。

6.如权利要求1或2所述的基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器，其特征在于：N型或P型低掺外延层的材料为碳化硅，N型或P型低掺外延层的掺杂浓度小于1×10¹⁶cm^-3，N型或P型低掺外延层的厚度大于1μm；N型衬底的材料为碳化硅，掺杂浓度为1×10¹⁸cm^-3～1×10²⁰cm^-3。

7.如权利要求1或2所述的基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器，其特征在于：N型欧姆接触下电极的材料为镍、钛、铝或金中的至少一种；P型或N型欧姆接触上电极的材料为镍、钛、铝或金中的至少一种；金属导电电极的材料为钛或金中的至少一种，金属导电电极的总厚度至少为1μm。

8.如权利要求7所述的基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器，其特征在于：N型欧姆接触下电极包括从下到上依次相接的镍层、钛层、铝层和金层；P型或N型欧姆接触上电极为镍层；金属导电电极包括从下到上依次相接的钛层和金层。

9.权利要求1-8任意一项所述的基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器的制备方法，其特征在于：包括顺序相接的如下步骤：

1)在N型衬底上表面外延生长N型或P型低掺外延层；

2)在N型或P型低掺外延层上淀积掩模层，进而在掩模层上旋涂光刻胶，并通过曝光显影形成光刻胶图案定义离子注入掩模区域；

3)以光刻胶图案为掩模刻蚀掩模层，在N型或P型低掺外延层表面形成离子注入掩模；

4)在N型或P型低掺外延层表面进行选区离子注入形成P型或N型阱区域，热退火处理激活杂质；

5)在N型衬底下表面淀积N型欧姆接触下电极，进行高温退火，形成N型欧姆接触；

6)在N型或P型低掺外延层表面旋涂光刻胶，依据曝光显影得到的光刻图形，在选区离子注入形成的P型或N型阱区域淀积P型或N型欧姆接触上电极，高温退火，形成P型或N型欧姆接触；

7)在P型或N型欧姆接触上电极边缘位置淀积金属导电电极，完成基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器的制备。

10.如权利要求9所述的基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器的制备方法，其特征在于：制备呈间隔性分布的P型或N型阱区域：

步骤1)中，当低掺外延层为P型低掺外延层时，先在N型衬底上表面外延生长P型高掺外延层，再在P型高掺外延层上外延生长P型低掺外延层；

步骤3)中，依据曝光显影得到的光刻图形，间隔性地刻蚀掉N型或P型低掺外延层上的掩模层，使N型或P型低掺外延层上的部分区域保留掩模层作为离子注入掩模；

步骤4)中，在刻蚀掉掩模层的N型或P型低掺外延层上经P型或N型离子注入形成呈间隔性分布的P型或N型阱区域，N型或P型低掺外延层表面保留掩模层的区域为有源吸收区；

步骤6)中，在呈间隔性分布的P型或N型阱区域上沿P型或N型阱区域的走向淀积不超出P型或N型阱区域的P型或N型欧姆接触上电极。