DE112018007556B4 - Siliziumkarbiddetektor und sein Herstellungsverfahren - Google Patents

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Abstract

Siliziumkarbiddetektor, umfassend: einen Wafer, bei dem ein Substrat (101), eine Siliziumkarbid -P+-Schicht (102), eine Siliziumkarbid-Einfügungsschicht vom N-Typ (103) und eine Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht vom N+-Typ (104), eine Siliziumkarbid-Absorptionsschicht vom N-Typ (105) und eine Siliziumkarbid N+-Schicht (106) von unten nach oben aufeinander liegen, wobei die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht vom N-Typ (103) von unten nach oben zunimmt und die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht vom N-Typ (105) von unten nach oben abnimmt; wobei der Wafer auf die Oberseite der Siliziumkarbid-P+- Schicht (102) eine geätzte Mesa aufweist, wobei die Oberseite der Mesa mit einer Elektrode vom N-Typ (107) versehen ist, wobei die Oberseite des Nicht-Mesa-Bereichs mit einer Elektrode vom P-Typ (108) versehen ist, wobei der Nicht-Mesa-Bereichs der Bereich des Wafers außerhalb des Mesa-Bereichs ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung betrifft den Bereich der Halbleitertechnologie und insbesondere einen Siliziumkarbiddetektor und sein Herstellungsverfahren.
  • STAND DER TECHNIK
  • Aufgrund der Absorption und Streuung von Ozon und anderen Molekülen in der Atmosphäre ist ultraviolette Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 100 Nanometern bis 280 Nanometern am Boden nahezu nicht vorhanden. Daher weist der Ultraviolettdetektor Vorteile einer geringen Hintergrundinterferenz von natürlicher Lichtstrahlung und einer geringen Falschwarnrate auf, wenn das am Tag nicht vorhandene Wellenband als Antwortwellenband eingesetzt wird. Ferner hat dieser wichtige Anwendungsperspektiven in den Bereichen von Ultraviolettwarnung, Ultraviolettkommunikation und Ultraviolettastronomie.
  • Die durch Galliumnitrid (GaN) und Siliziumkarbid (SiC) ausgezeichnete Halbleiter-Ultraviolettdetektoren, die großer Bandlücke aufweisen, reagieren nicht auf sichtbares Licht und weisen eine natürliche Blindheit zum sichtbaren Licht auf. Im Vergleich zu GaN ist SiC-Material reifer und weist eine geringere Defektdichte auf. Es ist derzeit das bevorzugte Material zur Herstellung von UV-Fotodetektoren.
  • UV-Fotodetektoren aus Siliziumkarbid weisen vielfältige Strukturen auf, wie z. B. MSM-Struktur, Schottky-Barrierestruktur, PN-Struktur, PIN-Struktur, SAM-Struktur (Absorption Multiplication Separation) usw. Dabei weist der UV-Fotodetektor aus Siliziumkarbid mit SAM-Struktur die Vorteile einer hohen Verstärkung, eines hohen Ansprechverhaltens, einer niedrigen Betriebsspannung und eines geringen Überlastungsrauschens aufgrund der Trennung der Absorptionsschicht und der Multiplikationsschicht auf. Die SAM-Struktur hat jedoch aus der hohen Dotierungskonzentration der PN-Struktur einen Tunneleffekt bewirkt, sodass der Dunkelstrom der Vorrichtung nahe der Durchbruchspannung stark ansteigt, wodurch das Signal-Rausch-Verhältnis des UV-Fotodetektors aus Siliziumkarbid verringert wird.
  • VERT, A. et al.; Sensors, IEEE 2009, 2009, S. 1893-1896, beschreibt einen Siliziumkarbid-Detektor.
  • TALWAR, R. und CHATTERJEE, A. K.; Maejo Int. J. Sci. Technol., Vol. 3, 2009, S. 352-365, beschriebt Dotierstoff-Gradienten bei SiC-Avalanche Photodioden.
  • INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
  • In Anbetracht dessen stellen die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen Siliziumkarbiddetektor und sein Herstellungsverfahren bereit, um das Problem in Stand der Technik zu lösen, dass der Dunkelstrom des Siliziumkarbid-UV-Fotodetektors mit der Absorptionsmultiplikations-Trennstruktur nahe der Durchbruchspannung beträchtlich groß ist, was dazu führt, dass das Signal-Rausch-Verhältnis des Geräts reduziert wird.
  • Der erste Aspekt der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellt ein Siliziumkarbid-Detektor bereit, umfassend: einen Wafer, bei dem ein Substrat, eine Siliziumkarbid-P+-Schicht, eine Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ und einen Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht von N+ -Typ, eine Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ und eine Siliziumkarbid N+-Schicht von unten nach oben nacheinander liegt, die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ nimmt von unten nach oben zu und die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ nimmt von unten nach oben ab; Auf dem Wafer wird eine Mesa geätzt, und die Mesa wird auf die Oberseite der Siliziumkarbid-P+ - Schicht geätzt, die Oberseite der Mesa ist mit einer Elektrode von N-Typ versehen, und die Oberseite des Nicht-Mesa-Bereichs ist mit einer Elektrode von P-Typ versehen. Der Nicht-Mesa-Bereich ist der Bereich des Wafers außer dem Mesa-Bereich.
  • Optional steigt die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ linear von unten nach oben an, oder
  • Die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ steigt parabolisch von unten nach oben an, oder
  • Die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ steigt stufenweise von unten nach oben an.
  • Optional nimmt die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ linear von unten nach oben ab, oder
  • Die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ nimmt parabolisch von unten nach oben ab, oder
  • Die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ nimmt von unten nach oben stufenweise ab.
  • Optional ist eine Antireflexionsfilmschicht auf der oberen Oberfläche des Bereichs der Mesa mit Ausnahme des Elektrodenbereichs von N-Typ vorgesehen.
  • Optional ist eine Passivierungsschicht auf der Seitenfläche der Mesa und der Oberseite des Nicht-Mesa-Bereichs mit Ausnahme des Elektrodenbereichs von P-Typ vorgesehen. Optional ist die Mesa eine Mesa, die in einem voreingestellten Neigungswinkel geneigt ist. Optional beträgt die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ 1015cm-3bis 1019cm-3 und die Dicke der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ beträgt 0,1 µm bis 1 µm.
  • Optional beträgt die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ 1018cm-3bis 5×1019cm-3 und die Dicke der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ beträgt 0,5 µm bis 2 µm.
  • Optional beträgt die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-P+ -Schicht 1018cm-3bis 1020cm-3 und die Dicke der Siliziumkarbid-P+ -Schicht beträgt 1µm bis 3 µm;
  • Die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht von N + -Typ beträgt 1018cm-3bis 5×1019cm-3und die Dicke der Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht von N + -Typ beträgt 0,1 µm bis 0,3 µm;
  • Die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-N + -Schicht beträgt 1018cm-3bis 1020cm-3und die Dicke der Siliziumkarbid-N+ -Schicht beträgt 0,03 µm bis 0,3 µm.
  • Ein zweiter Aspekt der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Siliziumkarbid-Detektors bereit, umfassend:
    • Auf dem Wafer wird eine Mesa geätzt, bei dem Wafer ein Substrat, eine Siliziumkarbid-P+-Schicht, eine Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ und eine Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht von N+ -Typ, eine Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ und eine Siliziumkarbid N+-Schicht von unten nach oben nacheinander liegt, die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht nimmt von N-Typ von unten nach oben zu, und die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht nimmt von N-Typ von unten nach oben ab, die Mesa wird auf die Oberseite der Siliziumkarbid-P+ -Schicht geätzt;
    • Herstellen einer Elektrode von N-Typ auf der Oberseite der Mesa;
    • Herstellen der Elektrode von P-Typ auf der Oberseite des Nicht-Mesa-Bereichs; der Nicht-Mesa-Bereichs ist der Bereich des Wafers außer dem Mesa-Bereich.
  • Vorteilhafte Auswirkung
  • In Vergleich mit dem Stand der Technik hat die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die folgenden vorteilhaften Wirkungen: In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ mit einer sich allmählich ändernden Dotierungskonzentration zwischen der Siliziumkarbid-P+ - Schicht und der Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht von N +-Typ eingefügt, so dass der Tunnelabstand zwischen der Siliziumkarbid-P + -Schicht und der Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht von N + -Typ, wobei die Tunneleffekt geschehen ist, vergrößert wird, wodurch der durch den Tunneleffekt verursachte Dunkelstrom verringert werden kann, und mit der Verwendung einer Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ mit einer sich allmählich ändernden Dotierungskonzentration kann den Tunneleffekt zwischen der Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht von N+ -Typ und der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ verringern, der Dunkelstrom der Vorrichtung wird dabei weiter verringert, wodurch das Signal-Rausch-Verhältnis der Vorrichtung verbessert wird und eine höhere Quanteneffizienz sichergestellt wird.
  • Figurenliste
  • Um die technischen Lösungen in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung klarer zu erklären, werden im Folgenden kurz die Zeichnungen vorgestellt, die bei der Beschreibung der Ausführungsformen oder des Standes der Technik verwendet werden müssen. Offensichtlich sind die Zeichnungen nur ein Teil der Beispiele der vorliegenden Erfindung. Für den Durchschnittsfach der Technik können andere Zeichnungen aus solchen Zeichnungen ohne kreative Arbeit erhalten werden.
    • 1 ist eine Querschnittsansicht einer Siliziumkarbiddetektorstruktur gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
    • 2 ist eine Querschnittsansicht einer Siliziumkarbiddetektorstruktur gemäß eines anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
    • 3 ist ein schematisches Diagramm eines Implementierungsprozesses eines Herstellungsverfahrens für Siliziumkarbiddetektor gemäß dem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • In der folgenden Beschreibung werden zum Zwecke der Veranschaulichung aber nicht zur Einschränkung spezifische Details wie eine spezifische Systemstruktur und Technologie für ein gründliches Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen. Dem Fachmann sollte jedoch klar sein, dass die vorliegende Erfindung auch in anderen Ausführungsformen ohne solche spezifischen Details durchführbar ist. In anderen Fällen werden detaillierte Beschreibungen bekannter Systeme, Vorrichtungen, Schaltungen und Verfahren weggelassen, um zu vermeiden, dass unnötige Details die Beschreibung der vorliegenden Erfindung behindern.
  • Um die technische Lösung der vorliegenden Erfindung zu erläutern, werden spezifische Ausführungsformen zur Beschreibung unten gesetzt.
  • Beispiel 1
  • In 1 der Siliziumkarbiddetektor enthaltet einen Wafer, bei dem ein Substrat 101, eine Siliziumkarbid-P+ -Schicht 102, eine Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ 103, eine Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht von N+ -Typ 104, ein Siliziumkarbid Absorptionsschicht von N-Typ 105 sowie eine Siliziumkarbid-N+ -Schicht 106 von unten nach oben nacheinander liegt, die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ 103 steigt von unten nach oben, die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ 105 nimmt von unten nach oben ab. Eine Mesa wird auf den Wafer geätzt und die Mesa wird auf die Oberseite der Siliziumkarbid-P+ -Schicht 102 geätzt. Die obere Oberfläche der Mesa ist mit einer Elektrode von N-Typ 107 versehen, und die obere Oberfläche des Nicht-Mesa-Bereichs ist mit einer Elektrode von P-Typ 108 versehen, und die Nicht-Mesa-Fläche ist der Bereich des Wafers außer dem Mesa-Bereich.
  • In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Siliziumkarbiddetektor verwendet, um ultraviolettes Licht zu detektieren, und das Material des Siliziumkarbiddetektors ist 4H-SiC. Die Siliziumkarbid-N + -Schicht 106, die Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ 105, die Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht von N+-Typ- 104 und die Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ 103 im Nicht-Mesa-Bereich des Wafers werden nacheinander durch Fotolithographie- und Ätzprozesse geätzt, eine Mesa wird auf dem Wafer hergestellt, wobei der Mesa-Bereich der Bereich ist, in dem sich die Mesa befindet, und der Nicht-Mesa-Bereich ist der Bereich des Wafers außer dem Mesa-Bereich. Durch einen Verdampfungsprozess wird Metall auf der Oberseite des Bereichs der Elektrode von N-Typ im Mesa-Bereich und auf der Oberseite des Bereichs der Elektrode von P-Typ im Nicht-Mesa-Bereich aufgedampft, und nach dem Glühen wird eine Elektrode von N-Typ 107 und eine Elektrode von P-Typ 108 gebildet. Die Elektrode von P-Typ 108 ist eine Ringelektrode, die die Mesa umgibt. Die Materialien der Elektrode von N-Typ 107 und der Elektrode von P-Typ 108 sind eine oder eine Kombination aus Nickel, Titan, Aluminium und Gold.
  • Optional ist das Substrat 101 ein Siliziumkarbid-Substrat, und eine Siliziumkarbid-P+ - Schicht 102, eine Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ 103, eine Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht von N+ -Typ 104, eine Siliziumkarbid- Adsorptionsschicht von N-Typ 105 und eine Siliziumkarbid-N+ -Schicht 106 werden nacheinander durch ein homoepitaktisches Verfahren auf dem Siliziumkarbid-Substrat gezüchtet. Einen Wafer ist dabei hergestellt und der die Gitterfehlanpassung zwischen dem Substrat 101 und der Siliziumkarbid-P+ -Schicht 102 kann verringert werden, wodurch ein qualitativ hochwertiger Wafer erhalten wird.
  • In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ 103 mit einer sich allmählich ändernden Dotierungskonzentration zwischen der Siliziumkarbid-P+ -Schicht 102 und der Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht von N +-Typ 104 eingefügt, so dass der Tunnelabstand zwischen der Siliziumkarbid-P + -Schicht 102 und der Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht von N +-Typ 104, wobei die Tunneleffekt geschehen ist, vergrößert wird, wodurch der durch den Tunneleffekt verursachte Dunkelstrom verringert werden kann, und mit der Verwendung einer Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ 105 mit einer sich allmählich ändernden Dotierungskonzentration kann den Tunneleffekt zwischen der Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht von N+ -Typ 104 und der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ 105 verringern, und der Dunkelstrom der Vorrichtung wird dabei weiter verringert.
  • Optional steigt die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht 103 von N-Typ linear von unten nach oben an, oder die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht 103 von N-Typ steigt parabolisch von unten nach oben an, oder die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ 103 steigt stufenweise von unten nach oben an.
  • Optional nimmt die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ 105 linear von unten nach oben ab, oder die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ 105 nimmt parabolisch von unten nach oben ab, oder die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ 105 nimmt von unten nach oben stufenweise ab. Optional ist unter Bezugnahme auf 2 eine Antireflexionsfilmschicht 109 auf der oberen Oberfläche des Bereichs der Mesa mit Ausnahme des Elektrodenbereichs von N-Typ vorgesehen.
  • In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Antireflexionsfilmschicht 109 eine oder eine Kombination von zwei oder mehr einer Siliziumoxidschicht, einer Aluminiumoxidschicht, einer Chromoxidschicht, einer Yttriumoxidschicht und einer Siliziumnitridschicht. Die Dicke der Antireflexionsfilmschicht 109 beträgt 20 nm bis 2 µm. Die Antireflexionsfilmschicht wird durch einen Epitaxieprozess epitaktisch auf der oberen Oberfläche des Wafers verteilt, und die Antireflexionsfilmschicht auf der oberen Oberfläche des Nicht-Mesa-Bereichs und der Elektrode von N-Typ wird durch Fotolithographie- und Ätzprozesse entfernt, und auf der oberen Oberfläche des Mesa-Bereichs mit Ausnahme des Elektrodenbereichs von N-Typ wird die Antireflexfilmschicht 109 hergestellt. Die Antireflexfilmschicht 109 kann die Reflexion von einfallendem Licht auf die Oberfläche der Vorrichtung wirksam unterdrücken und die Empfindlichkeit des Detektors verbessern.
  • Optional ist unter Bezugnahme auf 2 eine Passivierungsschicht 110 auf der Seitenfläche der Mesa und der Oberseite des Nicht-Mesa-Bereichs mit Ausnahme des Elektrodenbereichs von P-Typ vorgesehen.
  • In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Passivierungsschicht 110 eine oder eine Kombination von zwei oder mehr einer Siliziumoxidschicht, einer Aluminiumoxidschicht, einer Chromoxidschicht, einer Yttriumoxidschicht und einer Siliziumnitridschicht. Die Dicke der Passivierungsschicht 110 beträgt 50 nm bis 10µm. Die Passivierungsschicht 110 kann den Leckstrom des Detektors wirksam unterdrücken und das Signal-Rausch-Verhältnis des Detektors verbessern.
  • Optional ist die Mesa eine Mesa, die in einem voreingestellten Neigungswinkel geneigt ist. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Mesa eine konische Mesa mit einem voreingestellten Neigungswinkel. Die in einem voreingestellten Neigungswinkel gekippte Mesa kann den frühen Durchschlag des Gerätes effektiv verhindern. Bei der Herstellung der geneigten Mesa mit einem voreingestellten Neigungswinkel wird die Fotolithographie durch einen Fotoresist-Reflow-Prozess durchgeführt, und der Mesa-Bereich des Wafers wird von einer Fotoresistschicht mit einem voreingestellten Neigungswinkel bedeckt und dann durch einen Ätzprozess geätzt.
  • Optional beträgt die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ 103 1015cm-3bis 1019cm-3 und die Dicke der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ 103 beträgt 0,1 µm bis 1 µm.
  • Optional beträgt die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ 105 1018cm-3 bis 5×1019cm-3 und die Dicke der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ 105 beträgt 0,5 µm bis 2 µm.
  • Optional beträgt die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-P+ -Schicht 102 1018cm-3 bis 1020cm-3 und die Dicke der Siliziumkarbid-P+ -Schicht 102 beträgt 1 µm bis 3 µm;
  • Die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht von N + -Typ 104 beträgt 1018cm-3bis 5×1019cm-3und die Dicke der Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht von N + -Typ 104 beträgt 0,1 µm bis 0,3 µm;
  • Die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-N +-Schicht 106 beträgt 1018cm-3bis 1020cm-3und die Dicke der Siliziumkarbid-N+ -Schicht 106 beträgt 0,03 µm bis 0,3 µm.
  • Beispiel 2
  • Unter Bezugnahme auf 3 umfasst das Verfahren zur Herstellung eines Siliziumkarbid-Detektors:
    • Schritt S301, Auf dem Wafer wird eine Mesa geätzt, bei dem Wafer ein Substrat, eine Siliziumkarbid-P+-Schicht, eine Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ und einen Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht von N+ -Typ, eine Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ und eine Siliziumkarbid N+-Schicht von unten nach oben nacheinander liegt, die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht nimmt von unten nach oben zu, und die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht nimmt von unten nach oben ab, die Mesa wird auf die Oberseite der Siliziumkarbid-P+ -Schicht geätzt;
    • Schritt S302, auf die Oberseite der Mesa wird eine Elektrode von N-Typ hergestellt, Schritt S303 auf die Oberseite des Nicht-Mesa-Bereichs wird eine Elektrode von P-Typ hergestellt; der Nicht-Mesa-Bereich ist der Bereich des Wafers außer dem Mesa-Bereich. Optional umfasst das Verfahren ferner: Vorbereiten einer Passivierungsschicht auf der Seitenfläche der Mesa und der oberen Oberfläche des Nicht-Mesa-Bereichs mit Ausnahme des Elektrodenbereichs von P-Typ.
    • Optional umfasst das Verfahren ferner: Vorbereiten einer Antireflexionsfilmschicht auf der oberen Oberfläche des Bereichs der Mesa mit Ausnahme des Elektrodenbereichs von N-Typ.
  • Optional steigt die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ linear von unten nach oben an, oder
    Die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ steigt parabolisch von unten nach oben an, oder
    Die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ steigt stufenweise von unten nach oben an.
  • Optional nimmt die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ linear von unten nach oben ab, oder
    Die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ nimmt parabolisch von unten nach oben ab, oder
    Die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ nimmt von unten nach oben stufenweise ab.
  • Optional ist die Mesa eine Mesa, die in einem voreingestellten Neigungswinkel geneigt ist. Optional beträgt die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ 1015cm-3bis 1019cm-3 und die Dicke der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht von N-Typ beträgt 0,1 µm bis 1 µm.
  • Optional beträgt die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ 1018cm-3bis 5×1019cm-3 und die Dicke der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht von N-Typ beträgt 0,5 µm bis 2 µm.
  • Optional beträgt die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-P+ -Schicht 1018cm-3bis 1020cm3 und die Dicke der Siliziumkarbid-P+ -Schicht beträgt 1µm bis 3 µm;
    Die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht von N + -Typ beträgt 1018cm-3bis 5×1019cm-3und die Dicke der Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht von N + -Typ beträgt 0,1 µm bis 0,3 µm;
    Die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-N + -Schicht beträgt 1018cm-3bis 1020cm-3und die Dicke der Siliziumkarbid-N+ -Schicht beträgt 0,03 µm bis 0,3 µm.
  • Der in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschriebene Siliziumkarbiddetektor wird durch das oben erwähnte Herstellungsverfahren des Siliziumkarbiddetektors hergestellt und hat die vorteilhaften Wirkungen der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Claims (10)

  1. Siliziumkarbiddetektor, umfassend: einen Wafer, bei dem ein Substrat (101), eine Siliziumkarbid -P+-Schicht (102), eine Siliziumkarbid-Einfügungsschicht vom N-Typ (103) und eine Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht vom N+ -Typ (104), eine Siliziumkarbid-Absorptionsschicht vom N-Typ (105) und eine Siliziumkarbid N+-Schicht (106) von unten nach oben aufeinander liegen, wobei die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht vom N-Typ (103) von unten nach oben zunimmt und die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht vom N-Typ (105) von unten nach oben abnimmt; wobei der Wafer auf die Oberseite der Siliziumkarbid-P+ - Schicht (102) eine geätzte Mesa aufweist, wobei die Oberseite der Mesa mit einer Elektrode vom N-Typ (107) versehen ist, wobei die Oberseite des Nicht-Mesa-Bereichs mit einer Elektrode vom P-Typ (108) versehen ist, wobei der Nicht-Mesa-Bereichs der Bereich des Wafers außerhalb des Mesa-Bereichs ist.
  2. Siliziumkarbiddetektor nach Anspruch 1, wobei die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht vom N-Typ (103) linear von unten nach oben zunimmt; oder die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht vom N-Typ (103) parabolisch von unten nach oben zunimmt, oder die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht vom N-Typ (103) stufenweise von unten nach oben zunimmt.
  3. Siliziumkarbiddetektor nach Anspruch 1, wobei die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht vom N-Typ (105) linear von unten nach oben abnimmt oder die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht vom N-Typ (105) parabolisch von unten nach oben abnimmt, oder die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht vom N-Typ (105) stufenweise von unten nach oben abnimmt.
  4. Siliziumkarbiddetektor nach Anspruch 1, wobei die Oberseite der Mesa mit Ausnahme des Elektrodenbereichs vom N-Typ (107) mit einer Antireflexionsfilmschicht (109) vorgesehen ist.
  5. Siliziumkarbiddetektor nach Anspruch 1, wobei eine Passivierungsschicht (110) auf der Seitenfläche der Mesa und der Oberseite des Nicht-Mesa-Bereichs mit Ausnahme des Elektrodenbereichs vom P-Typ (108) vorgesehen ist.
  6. Siliziumkarbiddetektor nach Anspruch 1, wobei die Mesa eine Mesa ist, die unter einem vorbestimmten Neigungswinkel geneigt ist.
  7. Siliziumkarbiddetektor nach Anspruch 1, wobei die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht vom N-Typ (103) 1015 cm-3 bis 1019 cm-3 und die Dicke der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht vom N-Typ (103) 0,1 µm bis 1 µm beträgt.
  8. Siliziumkarbiddetektor nach Anspruch 1, wobei die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht vom N-Typ (105) 1018 cm-3 bis 5×1019 cm-3 und die Dicke der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht vom N-Typ (105) 0,5 µm bis 2 µm beträgt.
  9. Siliziumkarbiddetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-P+ -Schicht (102) 1018 cm-3 bis 1020 cm-3 und die Dicke der Siliziumkarbid-P+ -Schicht (102) 1 µm bis 3 µm beträgt; Wobei die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht vom N+ - Typ (104) 1018 cm-3bis 5×1019 cm-3 und die Dicke der Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht vom N+ -Typ (104) 0,1 µm bis 0,3 µm beträgt; Wobei die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-N+ -Schicht (106) 1018 cm-3 bis 1020 cm-3 und die Dicke der Siliziumkarbid-N+ -Schicht (106) 0,03 µm bis 0,3 µm beträgt.
  10. Herstellungsverfahren eines Siliziumkarbiddetektors, umfassend: Ätzen einer Mesa auf einem Wafer, wobei bei dem Wafer ein Substrat (101), eine Siliziumkarbid-P+ Schicht (102), eine Siliziumkarbid-Einfügungsschicht vom N-Typ (103), und eine Siliziumkarbid-Multiplikationsschicht vom N+-Typ (104), eine Siliziumkarbid-Absorptionsschicht vom N-Typ (105), und eine Siliziumkarbid-N+ -Schicht (106) von unten nach oben aufeinander angeordnet sind; wobei die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Einfügungsschicht vom N-Typ (103) von unten nach oben zunimmt, wobei die Dotierungskonzentration der Siliziumkarbid-Absorptionsschicht vom N-Typ (105) von unten nach oben abnimmt und die Mesa bis auf die Oberseite der Siliziumkarbid-P+ - Schicht (102) geätzt wird; Herstellen einer Elektrode vom N-Typ (107) auf der Oberseite der Mesa; Herstellen der Elektrode vom P-Typ (108) auf der Oberseite des Nicht-Mesa-Bereichs, wobei der Nicht-Mesa-Bereich der Bereich des Wafers außerhalb dem Mesa-Bereich ist.
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