CN109192796A - 一种UVC增强型PIN结构的4H-SiC紫外探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种UVC增强型PIN结构的4H‑SiC紫外探测器，上电极4H‑SiC欧姆接触层采用非均匀掺杂的掺杂分布，在该层欧姆接触层内形成一个内建电场，有效降低了光生载流子在该层欧姆接触层内的复合几率，提升了电极的收集效率，在保持PIN结构4H‑SiC紫外探测器二极管整流特性、低欧姆接触电阻、低暗电流的同时，有效提升了PIN结构4H‑SiC紫外探测器在UVC波段的响应度。
Description
技术领域
本发明属于半导体光电子器件技术领域，具体涉及一种UVC增强型PIN结构的4H-SiC紫外探测器。
技术背景
碳化硅(SiC)作为一种新型的第三代半导体材料，具有大禁带宽度、高电子漂移速度、高临界击穿场强、高热导率以及化学稳定性优良等特性。SiC材料在高温、大功率、光电子及抗辐射等方面具有极大的应用潜力。
SiC材料的晶体结构具有同质多型的特点，目前已经发现的SiC多型结构超过200种。根据SiC材料中Si-C双分子层的堆垛次序，常见的SiC晶型结构有立方晶系的3C-SiC，六方晶系的4H-SiC和6H-SiC。其中，4H-SiC和6H-SiC可通过物理气相传输技术(PVT)获得单晶衬底，并通过化学气相沉积(CVD)在单晶衬底上外延高质量的SiC薄膜。相比于6H-SiC材料，4H-SiC具有更大的禁带宽度，更高的电子迁移率和饱和电子速度，在电力电子器件领域具有极大的应用前景，得益于此，4H-SiC材料得到广泛的研究并快速发展，美国的Cree公司在SiC材料中处于领跑者的位置。目前，科锐、II-VI先进材料公司、道康宁、新日铁及SiCrytal等众多企业均已推出6英寸的4H-SiC衬底，为4H-SiC器件的大规模应用和进一步降低成本奠定了基础。
4H-SiC半导体材料的禁带宽度为3.26eV，对应的光波长为380nm。根据半导体光电探测器的原理，只有光的能量大于半导体材料的禁带宽度时，半导体光电探测器才会对光产生响应，因此，只有光的能量大于3.26eV时，4H-SiC才会有响应，即4H-SiC只对波长小于380nm的光有响应，对可见光无响应，此外，4H-SiC材料具有大的禁带宽度以及高的临界位移能等特点，使得4H-SiC在具有更好的抗辐照能力，在高功率密度光强下拥有更好的长期稳定性，因此，4H-SiC是制备紫外探测器的理想材料。
4H-SiC材料在制备紫外探测器的上述诸多优势，目前，已经报道了多种类型的4H-SiC紫外探测器，包括光电导、金属-半导体-金属(MSM)、Schottky、PN/PIN、雪崩光电二级管(APD)等多种结构。其中，Schottky、PN/PIN结构具有响应速度快、量子效率高及光伏工作模式等优点，受到诸多的关注和研究。当前，市场上已出现了商业化的PN/PIN结构和Schottky结构的4H-SiC紫外探测器产品，其中，PN/PIN结构的探测器具有暗电流低、量子效率高、高温工作稳定性优等优点，逐渐成为4H-SiC紫外探测器市场上的主流结构。
4H-SiC为间接带隙半导体材料，其禁带宽度3.26eV在其能带结构中对应的能谷为Γ-M谷，此外，4H-SiC的能带结构还有另外两个能谷Γ-L谷(～4eV)以及Γ-Γ谷(～5eV)。当光子能量介于3.26eV-4eV之间时，光子需要在声子的辅助下才能被吸收产生自由载流子，在该波段范围内，4H-SiC材料的光吸收系数较小，光的透射深度在3微米以上；光子能量介于4eV-5eV之间时，光子在声子的辅助作用下产生的自由载流子可在Γ-M谷和Γ-L谷之间进行跃迁；光子能量高于5eV时，光子不需要声子的辅助作用电子-空穴即可在Γ-Γ谷之间发生直接跃迁产生自由载流子。由4H-SiC的能带结构可以看出，4H-SiC在UVC波段具有较高的吸收系数，透射深度小于1微米左右，随着紫外光波长的减小，其吸收系数会快速增大，透射深度快速减小。
4H-SiC紫外探测器在采用PN/PIN结构时，为保证良好的欧姆接触特性及PN结二极管特性，上层欧姆接触层4H-SiC材料的厚度通常在0.2微米以上，且上层欧姆接触层为均匀掺杂，该层为等势体，内部电场为0。由于4H-SiC材料的上述特点，UVC波段的光大部分会被PN/PIN结构的上层欧姆接触层吸收，产生的自由载流子在欧姆接触层主要以扩散运动向电极运动，由于载流子扩散运动的速度较慢，因此光生载流子在被电极收集之前即发生复合，对光生电流无任何贡献，从而导致PN/PIN结构的4H-SiC紫外探测器在UVC波段的响应度通常较低。此外，紫外光在透射到光吸收层被吸收后，产生的自由载流子在内建电场的作用下以漂移运动的方式进入到欧姆接触层，这些自由载流子在欧姆接触层内依然以扩散运动的方式向电极运动，在这个过程中，依然会发生载流子复合的情况，从而导致PIN结构4H-SiC紫外探测器的光收集效率降低，最终影响到该类型紫外探测器的灵敏度。传统PIN结构4H-SiC紫外探测器的光生载流子在欧姆接触层的运动时为扩散运动，由于扩散运动的速度较慢，不仅会降低传统PIN结构4H-SiC紫外探测器的紫外灵敏度，同时还会降低PIN结构4H-SiC紫外探测器的响应速度。
实际应用时，在一些场合中，需4H-SiC紫外探测器对UVC具有高的灵敏度，如火焰探测(波长<260nm)、紫外线消毒(波长254nm)、高压弧光放电等。传统的PN/PIN结构在保证良好欧姆接触的前提下，难以实现4H-SiC紫外探测器在UVC波段响应度的进一步提高。
发明内容
本发明提出了一种UVC增强型PIN结构的4H-SiC紫外探测器，目的是在保证PIN结构4H-SiC紫外探测器良好欧姆接触及二极管特性的前提下，解决当前传统PIN结构的4H-SiC紫外探测器在UVC波段响应度偏低的缺点，并进一步提高PIN结构4H-SiC紫外探测器的响应速度。
为解决上述技术问题，本发明提出如下技术方案：
一种UVC增强型PIN结构的4H-SiC紫外探测器，上电极4H-SiC欧姆接触层的掺杂为非均匀掺杂。
本申请UVC增强型PIN结构的4H-SiC紫外探测器，在保留4H-SiC基PIN结构紫外探测器高稳定性、低暗电流的同时，利用上电极4H-SiC欧姆接触层的非均匀掺杂而引入电场的特性，使光子吸收层产生的自由载流子在欧姆接触层内以更高速率的漂移运动向电极运动，从而使PIN结构的4H-SiC紫外探测器在UVC波段的响应得到大幅的提升。
上电极4H-SiC欧姆接触层的掺杂为非均匀掺杂，在保证上电极欧姆接触层中的电场强度分布的同时，获得了良好的上电极欧姆接触。
上电极4H-SiC欧姆接触层的非均匀掺杂分布通过外延、离子注入或扩散的技术实现。外延的方法可参照：文献“Nitrogen doping ofepitaxial silicon carbide”，JournalofCrystal Growth，2002，236(1-3)：101-112，或文献“Aluminum doping ofepitaxialsilicon carbide”，Journal ofCrystal Growth，2003，253(1-4)：340-350；离子注入可参照文献“Ion Implantation Technology in SiC for Power Device Applications”2014International Workshop on Junction Technology(IWJT)；扩散可参照文献“TheMethod ofSolid State Impurity Diffusion and Doping In 4H-SiC”InternationalJournal ofFundamental Physical Sciences IJFPS,2013，3(4)：75-78。
为了进一步提高探测器的相应速度，优选，一种UVC增强型PIN结构的4H-SiC紫外探测器，上电极4H-SiC欧姆接触层的掺杂分布为渐变掺杂，进一步优选，掺杂分布为顶部掺杂浓度高，向下掺杂浓度逐渐降低，形成掺杂浓度梯度，渐变掺杂分布可以是高斯分布、线性分布也可以是阶梯分布。顶层欧姆接触层的掺杂浓度从上到下总体程递减趋势。
申请人经研究发现：在PIN结构的4H-SiC紫外探测器的上电极4H-SiC欧姆接触层的掺杂分布为非均匀掺杂时，其内部会存在一个内建电场，而当其掺杂分布为顶部掺杂浓度高，向下掺杂浓度逐渐降低，形成掺杂浓度从上到下总体程递减趋势时，在上电极欧姆接触层中会形成一个电场强度上小下大的电场，同时，该电场会对该层中的光生载流子产生一个加速运动，使自由载流子以更高速率的漂移运动向电极运动，被电极收集，有效降低光生载流子在该层中的复合几率，最终有效提升PIN结构的4H-SiC紫外探测器在UVC波段范围的响应度，同时提升其光电响应速度。
为了进一步提高探测器的光电响应速度，上电极4H-SiC欧姆接触层的顶部的掺杂浓度为1×1017-1×1019cm-3，上电极4H-SiC欧姆接触层的底部的掺杂浓度为1×1014-5×1017cm-3。
为进一步保证4H-SiC紫外探测器的二极管特性，同时在UVC波段获得高的光谱响应，经优化，非均匀掺杂的上电极4H-SiC欧姆接触层的厚度为0.1-0.5μm。
本申请UVC增强型PIN结构的4H-SiC紫外探测器，为p-i-n结构或n-i-p结构，从上到下依次包括：上金属接触电极、非均匀掺杂的上电极4H-SiC欧姆接触层、i型4H-SiC光子吸收层、下电极4H-SiC欧姆接触层、4H-SiC衬底和下金属接触电极，其中，非均匀掺杂的上电极4H-SiC欧姆接触层、i型4H-SiC光子吸收层和下电极4H-SiC欧姆接触层的外围设有钝化保护层。其中，p-i-n结构是将4H-SiC紫外探测器的结构外延在n型4H-SiC衬底上，n-i-p结构是将4H-SiC紫外探测器的结构外延在p型4H-SiC衬底上。
上金属接触电极与下金属接触电极是Ti、Al、Ni、Au、Pt金属中的一种或多种金属的复合结构。
为了保证器件的长期稳定性和可靠性，优选，i型4H-SiC光子吸收层的厚度为0.5-5μm，下电极4H-SiC欧姆接触层的厚度为1-50μm，4H-SiC衬底的厚度为300-400μm，上金属接触电极与下金属接触电极的厚度均为0.1-1μm。
为了保证器件的二极管整流特性、低欧姆接触电阻、低暗电流以及高UVC光谱响应的综合性能，上电极4H-SiC欧姆接触层的顶部的掺杂浓度为1×1017-1×1019cm-3，底部的掺杂浓度为1×1014-5×1017cm-3，i型4H-SiC光子吸收层的平均掺杂浓度介于1×1014-1×1017cm-3之间，下电极4H-SiC欧姆接触层的掺杂浓度介于5×1017-2×1019cm-3之间，4H-SiC衬底的掺杂浓度介于5×1017-2×1019cm-3之间。其中，上电极4H-SiC欧姆接触层底部的掺杂浓度不低于i型4H-SiC光子吸收层的掺杂浓度。
钝化保护层所采用的材质为二氧化硅、氮化硅、氮化铝、氧化铝或氧化铪中的至少一种。
上、下金属接触电极的材料是单层金属或多层金属复合结构。
上、下接触电极的金属构成可以相同也可以不同。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明的新型UVC增强型PIN结构的4H-SiC紫外探测器，改进了“传统4H-SiC紫外探测器PIN结构采用均匀重掺杂的上电极欧姆接触层，光生自由载流子在该层中以扩散运动向金属电极运动，载流子复合几率高，导致UVC波段响应偏低”的缺点；本发明上电极欧姆接触层采用非均匀掺杂，使该层中产生一个附加电场，光生自由载流子在该层电场的作用下以高运动速度的扩散运动向电极运动，降低了载流子的复合几率，有效提升了PIN结构4H-SiC紫外探测器在UVC波段的响应度。本发明UVC增强型PIN结构4H-SiC紫外探测器与传统PIN结构4H-SiC紫外探测器制备工艺流程相同，在保证PIN结构4H-SiC紫外探测器低暗电流、可见光无响应、高可靠性的优势的同时，有效增强了PIN结构4H-SiC紫外探测器在UVC波段的响应度，同时有效提升了该类型紫外探测器的响应速度。
附图说明
图1为本发明上电极p型欧姆接触层的渐变掺杂浓度及电场方向示意图，其中，左图为上电极4H-SiC欧姆接触层p型掺杂分布示意图，右图为上层欧姆接触层内部的电场方向，电场由上电极4H-SiC欧姆接触层的底部指向上电极4H-SiC欧姆接触层的顶部；
图2为传统PIN结构4H-SiC紫外探测器的结构示意图，其中上电极欧姆接触层为均匀掺杂；
图3为本发明PIN结构4H-SiC紫外探测器的结构示意图,其中上电极4H-SiC欧姆接触层为非均匀掺杂；该器件是制备在n型4H-SiC衬底材料上，4H-SiC外延结构由上到下依次为p型、i型和n型；
图4为传统PIN结构4H-SiC紫外探测器的掺杂分布示意图，其中，左图为器件结构掺杂浓度的截面二维分布图，右图为由顶层欧姆接触层向底部欧姆接触层方向掺杂浓度一维分布曲线；
图5为本发明PIN结构4H-SiC紫外探测器的掺杂分布示意图，p型欧姆接触层中的掺杂分布为高斯分布，其中，左图为器件结构掺杂浓度的截面二维分布图，右图为由顶层欧姆接触层向底部欧姆接触层方向掺杂浓度一维分布曲线；
图6为使用Silvaco器件模拟软件计算得到的传统PIN结构4H-SiC紫外探测器的电场分布示意图，其中，左图为场强的截面二维分布图，右图为由顶层欧姆接触层向底部欧姆接触层方向场强的一维分布曲线；
图7为使用Silvaco器件模拟软件计算得到的本发明PIN结构4H-SiC紫外探测器的电场分布示意图,其中，左图为场强的截面二维分布图，右图为由顶层欧姆接触层向底部欧姆接触层方向场强的一维分布曲线；
图8为使用Silvaco器件模拟软件计算得到的传统PIN结构和本发明PIN结构4H-SiC紫外探测器响应度对比图。
图9为本发明上电极n型欧姆接触层的非均匀掺杂浓度及电场方向示意图，其中，左图为上电极4H-SiC欧姆接触层n型掺杂分布示意图，右图为上层欧姆接触层内部的电场方向，电场由上层欧姆接触层的顶部指向上层欧姆接触层的底部；
图10为本发明PIN结构4H-SiC紫外探测器的结构示意图,其中上电极欧姆接触层为非均匀掺杂；该器件是制备在p型4H-SiC衬底材料上；
图中，101为下金属接触电极，102为n型4H-SiC导电衬底，103为均匀掺杂的下电极n型4H-SiC欧姆接触层，104为i型4H-SiC光子吸收层，105为均匀掺杂的上电极p型4H-SiC欧姆接触层，106为钝化保护层，107为上金属接触电极，108为非均匀掺杂的上电极4H-SiC欧姆接触层，202为p型4H-SiC导电衬底，203为均匀掺杂的下电极p型4H-SiC欧姆接触层，208为非均匀掺杂的上电极n型4H-SiC欧姆接触层，109为上电极4H-SiC欧姆接触层的顶部，110为上电极4H-SiC欧姆接触层的底部。
具体实施方式
为更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐述本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
如图3所示，新型UVC增强型PIN结构的4H-SiC紫外探测器，该器件是制备在n型4H-SiC衬底材料上，从下到上依次包括：下金属接触电极(n型接触电极)101、n型4H-SiC导电衬底102、均匀掺杂的下电极n型4H-SiC欧姆接触层103、i型4H-SiC光子吸收层104、非均匀掺杂的上电极4H-SiC欧姆接触层和p型上金属接触电极107，其中，非均匀掺杂的上电极4H-SiC欧姆接触层、i型4H-SiC光子吸收层和下电极4H-SiC欧姆接触层的外围设有钝化保护层106。该结构台面为垂直台面结构，台面需由表面非均匀掺杂p型4H-SiC欧姆接触层105刻蚀到n型4H-SiC欧姆接触层103，其底部在n型4H-SiC导电衬底102上。
对比例1：
如图2所示，传统PIN结构的4H-SiC紫外探测器，该器件是制备在n型4H-SiC衬底材料上，从下到上依次包括：下金属接触电极(n型接触电极)101、n型4H-SiC导电衬底102、均匀掺杂的下电极n型4H-SiC欧姆接触层103、i型4H-SiC光子吸收层104、均匀掺杂的上电极p型4H-SiC欧姆接触层105和p型上金属接触电极107，其中，非均匀掺杂的上电极4H-SiC欧姆接触层、i型4H-SiC光子吸收层和下电极4H-SiC欧姆接触层的外围设有钝化保护层106。该结构台面为垂直台面结构，台面需由均匀掺杂的上电极p型4H-SiC接触层105刻蚀到下电极n型4H-SiC欧姆接触层103，其底部在n型4H-SiC导电衬底102上。
图3所示为与图2器件结构相对应的新型UVC增强型4H-SiC紫外探测器的结构图，该器件的衬底材料、下电极4H-SiC欧姆接触层、i型4H-SiC光子吸收层，掺杂浓度、掺杂类型以及金属接触电极与对比例1的传统PIN结构的4H-SiC紫外探测器均相同，所不同的是上金属电极欧姆接触层内的掺杂分布为上重掺杂下轻掺杂的非均匀分布。
对比图2和图3器件结构，由于图3所示器件结构非均匀掺杂的上电极4H-SiC欧姆接触层108内掺杂为非均匀掺杂，其内部存在一个由上向下的电场，光子在i型4H-SiC光子吸收层104内产生的自由载流子在PN结内建电场的作用下，空穴和电子以漂移运动分别向非均匀掺杂p型4H-SiC欧姆接触层108、下电极n型4H-SiC欧姆接触层103运动，空穴在到达非均匀掺杂p型4H-SiC欧姆接触层108内后，在非均匀掺杂p型4H-SiC欧姆接触层108内电场的作用下依然以漂移运动向上金属接触电极107运动，直至被上金属接触电极107收集。对于图2所示器件结构，均匀掺杂的上电极p型4H-SiC欧姆接触层105内掺杂为均匀掺杂，均匀掺杂的上电极p型4H-SiC欧姆接触层为等势体，内部电场为0，光子在i型4H-SiC光子吸收层104内产生的自由载流子在PN结内建电场的作用下，空穴和电子以漂移运动分别向上金属电极欧姆接触层105，下金属电极欧姆接触层102运动，空穴在到达均匀掺杂的上电极p型4H-SiC欧姆接触层105内后，在均匀掺杂的上电极p型4H-SiC欧姆接触层105内以扩散运动向上金属接触电极107运动，直至被上金属接触电极107收集，由于载流子扩散运动的速率较低，因此，空穴有很大几率在均匀掺杂的上电极p型4H-SiC欧姆接触层105内向上金属接触电极107扩散的过程中发生复合，从而降低载流子的收集效率，最终降低器件的光电响应度。
下面将通过Silvaco器件模拟数据进一步说明新型UVC增强型4H-SiC紫外探测器对UVC波段光电响应度的增强优势。
图2、图3器件的具体结构参数设置如下：导电的n型4H-SiC衬底102的掺杂浓度5×1018cm-3，厚度300μm；均匀掺杂的下电极n型4H-SiC欧姆接触层103的掺杂浓度5×1019cm-3，厚度2μm、i型4H-SiC光子吸收层104的掺杂浓度1×1014cm-3，厚度0.6μm；均匀掺杂的上电极p型4H-SiC欧姆接触层105的掺杂浓度1×1019cm-3，厚度0.35μm；非均匀掺杂的上电极4H-SiC欧姆接触层108为高斯掺杂，顶部掺杂浓度为1×1019cm-3,底部掺杂浓度为1×1014cm-3，厚度0.35μm，器件的表面钝化保护层106为厚度为200nm的二氧化硅；探测器的下接触电极(n型接触电极)101和上接触电极(p型接触电极)107均为基于金属Ni/Ti/Al/Au(35/50/150/100nm)的多层结构，也即为厚度为35nm的Ni、厚度为nm的50nm的Ti、厚度为150nm的Al和厚度为100nm的Au依次相接的结构，如图4、图5所示器件的结构及掺杂分布图。
图6是使用Silvaco器件模拟软件计算得到的在反向偏置电压5V情况下，传统PIN结构4H-SiC紫外探测器内部的电场强度分布图。其中，左图为场强变化的截面二维分布图，右图为由上金属电极欧姆接触层105向底部欧姆接触层102方向场强的变化曲线。从器件仿真得到的结果可以看出，均匀掺杂的上电极p型4H-SiC欧姆接触层105内部的场强为0，说明传统PIN结构4H-SiC紫外探测器上电极金属欧姆接触层为等势体，其内部不存在电场，光生载流子在该层主要以扩散运动向金属电极运动。
图7是使用Silvaco器件模拟软件计算得到的在反向偏置电压5V情况下，UVC增强型PIN结构4H-SiC紫外探测器内部的电场强度分布图。其中，左图为场强变化的截面二维分布图，右图为由上金属电极欧姆接触层108向底部欧姆接触层102方向场强的变化曲线。从器件仿真得到的结果可以看出，上金属电极欧姆接触层108内部的场强由非均匀掺杂的上电极4H-SiC欧姆接触层108底部的～0.11MV/cm变化到非均匀掺杂的上电极4H-SiC欧姆接触层108顶部的0MV/cm，说明UVC增强型PIN结构4H-SiC紫外探测器上电极金属欧姆接触层内部存在场强，光生载流子在该层主要以漂移运动向金属电极运动。
图8是使用Silvaco器件模拟软件计算得到的在反向偏置电压5V情况下，传统PIN结构4H-SiC紫外探测器和UVC增强型PIN结构4H-SiC紫外探测器的光谱响应曲线，可以看出，在响应峰值260nm处，相较于传统PIN结构4H-SiC紫外探测器，UVC增强型PIN结构4H-SiC紫外探测器的响应度由0.08A/W提升至0.157A/W，提升近100％。说明UVC增强型PIN结构4H-SiC紫外探测器可极大提升PIN结构4H-SiC紫外探测器在UVC波段的响应度。
实施例2
如图10所示为本发明所提出的另外一种新型UVC增强型PIN结构的4H-SiC紫外探测器，该器件是制备在p型4H-SiC衬底材料上。图10所示器件结构与图3所示器件结构由上到下4H-SiC材料的导电极性正好相反，呈对称关系。器件的基本构成部分包括：导电的p型4H-SiC衬底202，掺杂浓度大于5×1017cm-3。在导电p型4H-SiC衬底202上依次生长均匀掺杂的下电极p型4H-SiC欧姆接触层203、i型4H-SiC光子吸收层104、非均匀掺杂的上电极n型4H-SiC欧姆接触层208；其中，均匀掺杂的下电极p型4H-SiC欧姆接触层203的平均掺杂浓度应大于5×1017cm-3，厚度介于0-50μm之间；i型4H-SiC光子吸收层104的平均掺杂浓度应小于1×1017cm-3，厚度介于0.5-5μm之间；非均匀掺杂的上电极n型4H-SiC欧姆接触层208顶部的掺杂浓度为1×1017-1×1019cm-3，底部的掺杂浓度为1×1014-5×1017cm-3，上电极4H-SiC欧姆接触层底部的掺杂浓度不低于i型4H-SiC光子吸收层的掺杂浓度，厚度为0.1-0.5μm。
图10所示UVC增强型PIN结构的4H-SiC紫外探测器与图3中UVC增强型PIN结构的4H-SiC紫外探测器在物理作用机制上完全相同，如图9所示上电极欧姆接触层掺杂浓度分布及电场方向示意图，只不过一个从上到下是n-i-p结构，另一个从上到下是p-i-n结构。由于结构和各层导电极性及掺杂浓度分布的对称性，图6所发明器件结构同样具有提升探测器UVC波段响应度的作用，相应结论也得到了器件仿真计算结果的支持，这里不再累述。
Claims (10)
1.一种UVC增强型PIN结构的4H-SiC紫外探测器，其特征在于：上电极4H-SiC欧姆接触层的掺杂为非均匀掺杂。
2.如权利要求1所述的UVC增强型PIN结构的4H-SiC紫外探测器，其特征在于：上电极4H-SiC欧姆接触层的掺杂为渐变掺杂。
3.如权利要求2所述的UVC增强型PIN结构的4H-SiC紫外探测器，其特征在于：上电极4H-SiC欧姆接触层的掺杂浓度由上电极4H-SiC欧姆接触层的顶部至上电极4H-SiC欧姆接触层的底部依次降低、形成掺杂浓度梯度。
4.如权利要求3所述的UVC增强型PIN结构的4H-SiC紫外探测器，其特征在于：上电极4H-SiC欧姆接触层的掺杂分布为高斯分布、线性分布或阶梯分布。
5.如权利要求书1-4任意一项所述的UVC增强型PIN结构的4H-SiC紫外探测器，其特征在于：还包括设在上电极4H-SiC欧姆接触层底部的光子吸收层，光子吸收层的顶部与4H-SiC欧姆接触层的底部相接，上电极4H-SiC欧姆接触层底部的掺杂浓度不低于光子吸收层的掺杂浓度。
6.如权利要求书1-4任意一项所述的UVC增强型PIN结构的4H-SiC紫外探测器，其特征在于：上电极4H-SiC欧姆接触层的顶部的掺杂浓度为1×1017-1×1019cm-3，上电极4H-SiC欧姆接触层的底部的掺杂浓度为1×1014-5×1017cm-3。
7.如权利要求书1-4任意一项所述的UVC增强型PIN结构的4H-SiC紫外探测器，其特征在于：上电极4H-SiC欧姆接触层的厚度为0.1-0.5μm。
8.如权利要求书1-4任意一项所述的UVC增强型PIN结构的4H-SiC紫外探测器，其特征在于：从上到下依次包括：上金属接触电极、非均匀掺杂的上电极4H-SiC欧姆接触层、i型4H-SiC光子吸收层、下电极4H-SiC欧姆接触层、4H-SiC衬底和下金属接触电极，其中，非均匀掺杂的上电极4H-SiC欧姆接触层、i型4H-SiC光子吸收层和下电极4H-SiC欧姆接触层的外围设有钝化保护层。
9.如权利要求书8所述的UVC增强型PIN结构的4H-SiC紫外探测器，其特征在于：非均匀掺杂的上电极4H-SiC欧姆接触层的厚度为0.1-0.5μm，i型4H-SiC光子吸收层的厚度为0.5-5μm，下电极4H-SiC欧姆接触层的厚度为1-50μm，4H-SiC衬底的厚度为300-400μm，上金属接触电极和下金属接触电极的厚度均为0.1-1μm。
10.如权利要求书8述的UVC增强型PIN结构的4H-SiC紫外探测器，其特征在于：i型4H-SiC光子吸收层的掺杂浓度介于1×1014-1×1017cm-3之间，下电极4H-SiC欧姆接触层的掺杂浓度介于5×1017-2×1019cm-3之间，4H-SiC衬底的掺杂浓度介于5×1017-2×1019cm-3之间；钝化保护层所采用的材质为二氧化硅、氮化硅、氮化铝、氧化铝或氧化铪中的至少一种。
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