碳化硅紫外探测器的研究.pdf

第 33 卷第 6 期 中 　国 　科 　学 　技 　术 　大 　学 　学 　报 Vol. 33 , No. 6 2003 年 12 月 JOURNAL OF UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA Dec. 2003 文章编号 (2003) 碳化硅紫外探测器的研究 王丽玉 ,谢家纯 ,胡林辉 , 王克彦 ( 中国科学技术大学物理系,安徽合肥 230026) 摘要 :采用宽禁带半导体 n4HSiC 和金属 Au 作肖特基接触 , TiNiAg 合金作背底形 成欧姆接触 ,研制出Au/ n4HSiC 肖特基紫外探测器. 测试分析了该器件的光谱响应 特性 :响应范围为 200～400 nm 之间 ;在室温无偏压下 ,响应峰值在 310 nm 处 ,响应 半宽为 85 nm. 同时测试分析了该器件的 IV 特性 :在室温下 ,正向开启电压为 0. 8 V ,反向击穿电压大于 200 V ,反向漏电流小于 10 - 10 A ; 工作温度大于 250 ℃. 实验表 明 ,Au/ n4HSiC 肖特基紫外探测器具有很好的紫外响应特性和很低的反向漏电流. 关键词 :宽禁带 ;SiC ; 肖特基;光谱响应 ;UV 探测 中图分类号: TN3 　　　文献标识码 :A 0 　引言 第三代宽禁带半导体 SiC 具有宽禁带、高临界击穿电场、高热导率、高载流子饱和漂移 速度等优点 ,特别适合制作光电子、抗辐射、高频、大功率、高温、高压等方面的半导体器 件[1～3 ] . 由于现代科学技术的高速发展,传统的 Si 器件已很难满足要求 ,所以研制高性能的 SiC 器件已成为国际上新的研究热点之一[1 ] . ( ) [4 ] SiC 的禁带宽 3. 25 ev ,故 Au/ n4HSiC 肖特基紫外探测器对红外线辐射不响应,可 ( ) 用于探测红热背景下的紫外信号. 同时该器件的反向漏电流 即暗电流 很低 ,可用来检测高 温环境中的微弱紫外信号[1 ,5 ] . 器件高温、高压特性也很好 ,工作温度高于 250 ℃,室温下反 向击穿电压大于200 V. Au/ n4HSiC 肖特基紫外探测器是一种高性能高效率的光电探测 器 ,具有很好的应用前景. 1 　器件的制备 Au/ n4HSiC 肖特基紫外探测器的结构如图 1 所示. 器件制备的半导体材料 :4HSiC ; 衬底 :n + 型 , 电阻率0. 014 Ω·cm ,厚度 300 μ 15/ cm3 ,厚度 m ; 外延层 :n 型 ,掺杂浓度 3. 3 ×10 3 10. 0 μ . 工艺流程如下 :将清洗过的 SiC 在高温高纯度的氧气中进行 m ,微管缺陷 10 / cm 氧化 ,干氧 30 min + 湿氧 5 h + 干氧 30 min ,接着去除背底的 SiO2 (保护外延区的 SiO2 ) ,再 进行背底电子束蒸发 TiNiAg 50/ 500/ 300 nm 后 ,进行 950 ℃合金 5～8 min (高纯氩气保 收稿日期 ( ) ( ) 　基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 ; 中科院创新项目 KJ CX2SW04 　作者简介 :王丽玉 ,女 ,1978 年生 ,硕士生. Email : wly @ustc. edu 684