CN113937174A - 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 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了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，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。本发明有效提升了探测器在极紫外波段的探测效率，同时显著提高了辐照稳定性以及温度稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于选区离子注入的新型碳化硅(SiC)基横向PN结极紫外(EUV)探测器及其制备方法，属于半导体器件光电探测技术领域。
背景技术
极紫外(EUV)探测技术在集成电路7nm以下工艺制程光刻以及等离子体物理、天文物理、高能物理、卫星空间环境监测等诸多科研和生产领域具有广阔的应用前景。极紫外探测技术主要用于探测波长范围位于10-200nm之间的短波长、高能量紫外光，相较于可见光波段(400-760nm)与常规紫外波段(200-400nm)，极紫外光子具有穿透深度浅、光子能量高的特点。极紫外光子的这些特殊性质限制了极紫外探测器的研发，而这也成为了制约极紫外探测技术发展的关键因素。首先，极紫外光子在硅(Si)等半导体材料中吸收系数大、穿透深度普遍低于10nm，入射极紫外光子极易被探测器表面的欧姆接触层、钝化层等非有源区吸收，由此导致器件探测效率极低；其次，极紫外光子能量较高，高能光子辐照导致器件中产生缺陷态，并带来热累积、噪声水平抬升等一系列附加效应，由此导致探测器器件性能发生退化；同时，极紫外探测器需要面临恶劣的工作环境，以极紫外光刻为例，作为核心部件的极紫外探测器需要经受累计强度高达1MJ/cm2的高能光子辐照，这对极紫外探测器的可靠性和长程稳定性提出了挑战。
现阶段用于常规紫外波段的探测器普遍无法满足在极紫外波段长时间高效稳定工作的要求。Si基探测器受限于Si材料禁带宽度窄、临界位移能低、热导系数低的影响具有噪声水平高、抗辐照性能差、温度稳定性差的缺陷。相较而言，宽禁带半导体材料4H-SiC具备禁带宽度大、临界位移能高、热导系数高以及化学稳定性好的特性，在制备工作于紫外波段的光电探测器件方面具有显著的材料性能优势。然而，现有的碳化硅基紫外探测器仍存在很多缺陷：碳化硅基肖特基结探测器在高能极紫外光子辐照下容易产生正电空位，导致肖特基势垒高度因镜像力效应降低，进而导致器件漏电流升高；而碳化硅基传统结构PN结探测器表面的非有源区对极紫外光子形成强吸收，导致器件在极紫外波段的探测效率极低。由此可见，如何有效提高极紫外探测器的探测效率和器件稳定性，是4H-SiC基极紫外探测器设计和制备所面临的关键科学问题之一。
发明内容
本发明提供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，以解决探测器在极紫外波段探测效率低、器件稳定性和长程可靠性差的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
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，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。
上述P型或N型欧姆接触上电极以及在N型或P型碳化硅低掺外延层上通过选区离子注入形成的P型或N型阱区域用于形成欧姆接触；N型或P型碳化硅低掺外延层中的非离子注入区域为接收入射光子的结构层，较低的掺杂浓度使得器件在低偏置电压下便能获得较宽的横向展宽耗尽区；金属导电电极可以有效提高器件的电流扩展和载流子收集能力，用于封装打线，测试中接地极。当低掺外延层为N型低掺外延层时，上述N型欧姆接触下电极在测试中接正极；而当低掺外延层为P型低掺外延层时，上述N型欧姆接触下电极在测试中接负极。
本申请P型或N型阱区域，指P型阱区域或N型阱区域，其它类似表达含义类似。
区别于面向常规紫外波段的传统结构PN结探测器以及肖特基结构探测器，上述新型碳化硅基极紫外探测器采用选取离子注入技术在器件表面形成横向PN结，器件有源区在反向偏置模式下发生横向展宽，使得入射极紫外光子可以直接进入位于器件表面、P型或N型阱区域之间的有源吸收区，从而有效规避了极紫外光子在传统器件表面厚欧姆接触层以及过渡层中的强吸收，进而有效提升了器件在极紫外波段尤其是真空紫外波段的探测效率；此外，该探测器采用工作在反向偏置状态的PN结结构，相较于肖特基结构，器件内建电场强度和漏电流水平受高能光子辐照和工作环境温度变化的影响较小，有效提升了器件的抗辐照性能和在极端温度条件下工作的能力。
为了避免穿通，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。
为了进一步提高量子效率，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，填充因子(填充因子为所有P型或N阱区域的表面积之和相对选区离子注入前的N型或P型低掺外延层表面积的占比)为10～90％；优选，填充因子为40％。离子注入形成的P型或N型阱区域与无离子注入的N型或P型区域间形成横向PN结，入射极紫外光子产生的电子空穴对在PN结内建电场和漂移电场的共同作用下分离并形成光响应电流，由此实现对极紫外光子的探测。进一步优选，P型或N型阱区域为栅条状、网格状或环状。
为了进一步提高器件性能，N型衬底的材料为碳化硅；N型或P型低掺外延层的材料为碳化硅。进一步优选，N型碳化硅衬底的掺杂浓度为1×1018cm-3～1×1020cm-3，更优选为1×1019cm-3；N型或P型碳化硅低掺外延层的掺杂浓度低于1×1016cm-3，进一步优选为1×1014cm-3～1×1016cm-3，更优选为3×1014cm-3；离子注入形成的P型或N型阱区域的掺杂浓度高于1×1017cm-3，进一步优选为1×1017cm-3～1×1019cm-3，更优选为3×1018cm-3。N型或P型碳化硅低掺外延层的厚度大于1μm，更优选为5μm，P型或N型阱区域的深度低于1μm，更优选为200nm。
为了确保器件的综合性能，P型或N型欧姆接触上电极的材料为镍、钛、铝、金等材料中一种或两种以上任意配比的混合物，优选为厚度为100-300nm的镍层；N型欧姆接触下电极的材料为镍、钛、铝、金等材料中一种或两种以上任意配比的混合物，优选为，从下到上依次相接的镍层、钛层、铝层和金层，其中，镍层的厚度为30～40nm，钛层的厚度为40～60nm，铝层的厚度为90～110nm，金层的厚度为90～110nm；金属导电电极的总厚度为至少1μm，优选为，金属导电电极由钛层和金层构成，钛层的厚度为450～550nm，金层的厚度为450～550nm；金属导电电极包括用于引线键合的Pad区域以及用于导电的线条区域，其中优选，Pad区域边长为90～110μm，线条区域宽度为25～35μm，这样方便器件的封装、能更好地兼顾导电性和器件有源区面积。
上述方案原理如下：该器件在器件表面的N型或P型低掺外延层内通过选区离子注入技术形成非完全填充的P型或N型阱区域，P型或N型阱区域与没有注入的N型或P型低掺外延层之间形成横向PN结，PN结耗尽区在反向偏置电压下横向扩展并发生夹断，此时器件在极紫外波段的有源吸收区即为N型或P型低掺外延层中没有离子注入的区域。由此入射极紫外光子无需经过任何结构即可直接进入器件有源区，这大幅减少了极紫外光子的无效吸收。入射极紫外光子产生的电子空穴对在结区电场的作用下发生分离，电子和空穴分别为器件负极和正极所收集并形成光电流，由此实现对极紫外光子的探测。
上述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，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型低掺外延层或依次外延生长P型高掺外延层和P型低掺外延层；优选，采用高温化学气相沉积(CVD)方式在衬底上表面外延生长N型或P型高掺、低掺外延层；
2)在外延片上淀积掩模层，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；优选，采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或低压化学气相沉积(LPCVD)的方法在所述外延片上淀积掩模层；
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；优选，采用反应离子刻蚀(RIE)和湿法腐蚀的方法在外延片表面进行刻蚀；
4)在N型或P型低掺外延层表面进行选区离子注入，进行热退火处理激活杂质；优选，多次离子注入以在注入区域获得均匀的掺杂浓度曲线；
5)在衬底下表面淀积N型欧姆接触电极，高温退火，形成N型欧姆接触；优选，N型欧姆接触电极采用物理气相沉积(PVD)方式沉积；
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；优选，P型或N型欧姆接触上电极采用物理气相沉积(PVD)方式沉积；
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。优选，金属导电电极采用物理气相沉积(PVD)方式沉积。
步骤4)中，热退火处理的温度优选为1600～1650℃，时间为20～30min。步骤6)中，高温退火的温度优选为800～850℃，时间优选为2～3min。
为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，其余区域为裸露的碳化硅材料。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，由此实现呈间隔性分布的P型或N型阱区域的制备。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明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，有效规避了传统结构PN结探测器表面的非有源区对极紫外光子的强吸收，有效提升了探测器在极紫外波段的探测效率；同时有效规避了肖特基结探测器在应用于强辐射、高温环境中时在辐照稳定性以及温度稳定性方面存在的隐患；有效规避了外延记忆效应以及腔体沾污造成的器件性能波动，同时器件制备过程中无需经历刻蚀-表面处理等影响器件界面特性的工序，工艺窗口较宽、有利于产业化生产。
附图说明
图1为本发明实施例1中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流程图；
图2为本发明实施例1中基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器的剖面结构示意图；
图3为本发明实施例1中基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器的电流-电压特性曲线；
图4为本发明实施例1中基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器以及传统结构PN结紫外探测器在50-100nm波长范围内的量子效率曲线；
图5为本发明实施例1中基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器在0V、-10V、-20V以及-40V偏置电压下、在5-100nm波长范围内的量子效率曲线；
图6为本发明实施例1中基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器以及同等尺寸的肖特基结极紫外探测器在辐照前后的暗电流曲线；
图7为本发明实施例1中基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器以及同等尺寸的肖特基结极紫外探测器在不同工作温度下的暗电流曲线；
图中，1为N型欧姆接触下电极；2为N型碳化硅衬底；3为N型碳化硅低掺外延层；4为P型阱区域；5为P型欧姆接触上电极；6为金属导电电极；7为SiO2钝化层。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，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2所示，基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器包括从下到上依次相接的N型欧姆接触下电极1、N型碳化硅衬底2和N型碳化硅低掺外延层3，N型碳化硅低掺外延层3表面通过选区离子注入形成栅条状的P型阱区域4，P型阱区域4上设有P型欧姆接触上电极5，P型欧姆接触上电极5沿周边设有金属导电电极6，金属导电电极6沿周边设有SiO2钝化层7。P型阱区域4的阱宽为5μm，阱间距为5μm，阱深约为200nm，填充因子(所有P型阱区域的表面积之和占选区离子注入前N型低掺外延层总表面积的比例)为40％；P型欧姆接触上电极5呈由条形电极组成的栅条状，条形电极宽度为3μm，条形电极间距为7μm。
如图1所示，上述器件制备流程如下：
步骤101，在掺杂浓度为1×1019cm-3、厚度为350μm的N型碳化硅衬底2上，采用金属有机化合物化学气相沉淀(MOCVD)的方法外延生长厚度为5μm的N型碳化硅低掺外延层3，掺杂浓度为3×1014cm-3。
步骤102，在N型碳化硅低掺外延层3表面采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的方法淀积厚度为1500nm的SiO2掩模层，进而在掩模层表面旋涂光刻胶，并通过曝光显影形成光刻胶图案定义离子注入掩模区域；
步骤103，以步骤102中形成的光刻胶图案作为刻蚀掩模，采用反应离子刻蚀(RIE)方法间隔性地刻蚀步骤102中淀积的SiO2掩模层，待剩余SiO2掩模层厚度约为100nm时，改用缓冲氧化物刻蚀液(BOE)将表面裸露部分的SiO2掩模层腐蚀干净，再使用丙酮、乙醇等有机溶剂去除外延片表面的光刻胶，由此在N型碳化硅低掺外延层3表面形成离子注入掩模；
步骤104，在N型碳化硅低掺外延层3表面进行多次选区离子注入(Al离子)，获得均匀的掺杂浓度曲线，进行热退火处理(1650℃，30min)激活杂质，标准清洗去除外延片表面的碳膜、离子注入掩模层等结构，由此形成栅条状的P型阱区域4，其掺杂浓度约为3×1018cm-3；
步骤105，采用物理气相沉积(PVD)方法在N型碳化硅衬底2背部依次淀积金属Ni/Ti/Al/Au，其厚度依次约为35/50/100/100nm，将淀积金属后的外延片放入退火炉中在氮气氛围下850℃高温退火3min，从而形成N型欧姆接触下电极1；
步骤106，采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的方法在外延片表面淀积厚度为500nm的SiO2钝化层，通过光刻显影定义光学窗口，湿法腐蚀去除窗口区域的SiO2钝化层，形成SiO2钝化层7；
步骤107，采用物理气相沉积(PVD)方法在P型阱区域4表面淀积金属Ni，其厚度约为200nm，将淀积金属后的外延片放入退火炉中真空条件下850℃高温退火3min，从而形成P型欧姆接触上电极5；
步骤108，采用物理气相沉积(PVD)方法在P型欧姆接触上电极5边缘位置依次淀积金属Ti/Au，其厚度依次约为500/500nm，从而形成金属导电电极6；
步骤109，裂片，将外延片划分为单个器件，将成品器件打线封装在TO管座上，进行进一步的电学光学测试，N型欧姆接触下电极1在测试中接正电压，金属导电电极6接地极。
上述实施例1提供的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器，有效规避了极紫外光子在穿透传统结构PN结探测器表面的欧姆接触层、钝化层等无源区中时产生的损耗，从而有效提升了探测器在极紫外波段的探测效率；而相较于传统肖特基结极紫外探测器探测性能易受肖特基势垒高度变化影响的缺陷，上述新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器温度稳定性好、抗辐射能力强，具备在强辐射、高温环境中长时间稳定工作的潜力。
上述施例1提供的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器，相比于碳化硅超薄n型欧姆接触层n-i-p型极深紫外探测器，一方面，二者结构完全不同，属于完全不同的方案，前者为选区离子注入形成的横向结器件，而后者则是垂直结构器件，因此二者的载流子收集方式完全不同，后者存在较大的横向串联电阻；另一方面，上述探测器可以有效规避外延记忆效应以及腔体沾污造成的器件性能波动，同时器件制备过程中无需经历刻蚀-表面处理等影响器件界面特性的工序，工艺窗口较宽、有利于产业化生产。
由图3可见，上述实施例1提供的基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器在室温条件、-40V反向偏置电压下的漏电流为0.5pA(有源区面积2.5×2.5mm2，电流密度约为8pA/cm2)，该器件具备极低的噪声水平，适用于微弱信号的探测。
图4为上述实施例1提供的基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器以及碳化硅基传统结构PN结探测器在50-100nm波长范围内的量子效率曲线(偏置电压为40V)。由图4可见，在光子穿透深度约为10-33nm的上述波段，基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器的量子效率远高于传统结构PN结探测器，这验证了上述实施例1中选区离子注入形成的横向PN结结构在减少极紫外光子在器件表层非有源区内的损耗、提升器件在极紫外波段的探测效率方面的可行性。
图5为上述实施例1提供的基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器在0V、-10V、-20V以及-40V偏置电压下、在5-100nm波长范围内的量子效率曲线。由图5可见，上述的基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器的量子效率随偏置电压增加而逐渐增大并最终趋于饱和，这主要是由于随着反向偏置电压的增大，器件结区电场强度逐渐增大，载流子收集效率也随之提高，此外，器件耗尽区同时发生扩展，器件有源区面积的增加也促使器件的量子效率得到提升。上述实施例1提供的基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器的填充因子为40％，其量子效率约为692.5％@13.5nm，当上述探测器的填充因子为10％时，其量子效率可高达1038.75％@13.5nm，接近13.5nm处的量子效率理论值1177.59％。
图6为上述实施例1提供的基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器以及同等尺寸肖特基结极紫外探测器(202010309443.4)在13.5nm波长极紫外光源下连续辐照12小时前后的暗电流曲线。由图6可见，在经过13.5nm波长极紫外光辐照12小时后，肖特基结探测器的暗电流由10-12量级上升至10-9量级，而本发明中的基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器的漏电流仍保持在10-12量级，这证明本发明基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器具备良好的辐照稳定性。
图7为上述实施例1提供的基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器以及同等尺寸肖特基结极紫外探测器(202010309443.4)在不同工作温度下的暗电流曲线。由图7可见，随着工作温度由298K上升至423K，肖特基结极紫外探测器在-20V下的暗电流由5×10-13A上升至5×10-10A，漏电流上升了1000倍；而本发明中的基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器在-40V下的漏电流仅升至2.7×10-12A，其在473K下的漏电流值也仅为5×10-12A，以上结果说明本实施例提供的基于选区离子注入的新型碳化硅基横向PN结极紫外探测器具备优越的温度稳定性。
Claims (10)
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。
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Application publication date: 20220114 Assignee: Suzhou gamin Photoelectric Technology Co.,Ltd. Assignor: NANJING University Contract record no.: X2024980015530 Denomination of invention: A silicon carbide based transverse PN junction extreme ultraviolet detector based on selective ion implantation and its preparation method Granted publication date: 20231212 License type: Common License Record date: 20240918 |