[发明专利]基于氧化锌透明电极的异面型光导开关及其制作方法

摘要

本发明公开了一种基于氧化锌透明电极的异面型光导开关。其包括掺钒碳化硅衬底(1)、上欧姆接触电极(2)、下欧姆接触电极(3)、上薄膜电极(4)和下薄膜电极(5)，该上欧姆接触电极(2)及下欧姆接触电极(3)分别淀积在掺钒碳化硅衬底(1)的正面和背面，该上薄膜电极(4)淀积在掺钒碳化硅衬底(1)正面及上欧姆接触电极(2)的表面，该下薄膜电极(5)淀积在掺钒碳化硅衬底(1)背面及下欧姆接触电极(3)的表面；上薄膜电极和下薄膜电极均采用透明氧化锌材料，使得光导开关可在电极面光照下导通，增加了器件的受光面积，提高了导电通道的光子浓度和激光能量利用率，可用于高速脉冲系统。

主权项

1.一种制作基于氧化锌透明电极的异面型光导开关的方法，包括如下步骤：(1)清洗衬底：将电阻率大于1010Ω·cm的钒补偿的碳化硅半绝缘衬底样片进行标准清洗；(2)淀积阻挡层：采用PECVD的方法在掺钒碳化硅衬底样片的正面和背面分别淀积厚度为1～5μm的二氧化硅，作为衬底正面和背面离子注入的阻挡层；(3)光刻：分别在衬底正面和背面的阻挡层上涂胶，用光刻板在涂胶后的阻挡层上刻蚀出离子注入窗口，并用浓度为5％的HF酸腐蚀掉窗口位置下的阻挡层，并去胶清洗；(4)淀积牺牲层：采用PECVD的方法在阻挡层开窗后的样片正面和背面分别淀积厚度为50～80nm的二氧化硅作为离子注入的牺牲层；(5)离子注入：在淀积牺牲层后的样片正面和背面分别进行多次磷离子注入，使掺钒碳化硅衬底正面和背面表面的杂质浓度均为1×1020cm‑3；(6)去除阻挡层：离子注入完成后腐蚀掉样片正面和背面剩余的阻挡层，清洗掉样品表面的残留物；(7)退火：在清洗残留物后的样片正面和背面涂负胶，将该样片置于300～400℃温度环境中加热90分钟进行碳膜溅射；再在1550～1750℃温度范围内退火10分钟，以在样片表面形成厚度为150nm的良好欧姆接触；然后在900～1100℃温度范围内干氧氧化15分钟，以去除样片正面和背面的碳膜；(8)淀积金属电极：8a：在去除碳膜的样片正面和背面旋涂光刻胶，利用金属层的掩膜版光刻出金属图形；通过磁控溅射法在样片的正面和背面的对应金属电极位置淀积厚度为80～100nm的金属Ni，并通过超声波剥离掉光刻胶，再在Ar气环境中升温至900～1100℃，保存10分钟后冷却至室温；8b：在冷却至室温的样片正面和背面涂胶，使用金属层掩膜版光刻出金属图形，通过磁控溅射法分别在正面和背面的Ni膜上淀积厚度为50～100nm的金属Ti和0.5～1.5μm的Au；通过超声波剥离形成金属电极，在样片的正面和背面分别形成横向宽度L、纵向宽度W均为6～8mm，厚度h均为0.613～1.7μm的上欧姆接触电极和下欧姆接触电极，再在Ar气环境中升温至450～600℃范围，保持5分钟后冷却至室温；(9)淀积透明氧化锌电极：通过磁控溅射法在冷却至室温的样片正面和背面分别淀积厚度为1～2μm的氧化锌透明薄膜，并分别在正面和背面的氧化锌透明薄膜上涂胶，使用金属层掩膜版光刻出所需窗口图形，再采用稀盐酸进行湿法刻蚀得到透明电极，完成整个器件的制作。