1.一種基于氧化鋅透明電極的異面型光導(dǎo)開關(guān),包括摻釩碳化硅襯底(1)、上歐姆接觸電極(2)、下歐姆接觸電極(3)、上薄膜電極(4)和下薄膜電極(5),上歐姆接觸電極(2)和下歐姆接觸電極(3)分別淀積在摻釩碳化硅襯底(1)的正面和背面,上薄膜電極(4)淀積在摻釩碳化硅襯底(1)的正面及上歐姆接觸電極(2)的表面,下薄膜電極(5)淀積在摻釩碳化硅襯底(1)的背面及下歐姆接觸電極(3)的表面,其特征在于:
上薄膜電極(4)和下薄膜電極(5)均采用透明氧化鋅材料,以使器件可以在電極面光照下導(dǎo)通,增加器件的受光面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)開關(guān),其特征在于摻釩碳化硅襯底(1)形狀為長方體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)開關(guān),其特征在于上歐姆接觸電極(2)和下歐姆接觸電極(3)的橫向?qū)挾萀、縱向?qū)挾萕均為6~8mm,厚度h均為0.5~2μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)開關(guān),其特征在于上薄膜電極(4)和下薄膜電極(5)的底面直徑d均為6~7mm,厚度n均為1~2μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)開關(guān),其特征在于上歐姆接觸電極(2)和下歐姆接觸電極(3)的電極邊緣均為設(shè)有1/4的圓弧倒角。
6.一種制作基于氧化鋅透明電極的異面型光導(dǎo)開關(guān)的方法,包括如下步驟:
(1)清洗襯底:將電阻率大于1010Ω·cm的釩補(bǔ)償?shù)奶蓟璋虢^緣襯底樣片進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)清洗;
(2)淀積阻擋層:采用PECVD的方法在摻釩碳化硅襯底樣片的正面和背面分別淀積厚度為1~5μm的二氧化硅,作為襯底正面和背面離子注入的阻擋層;
(3)光刻:分別在襯底正面和背面的阻擋層上涂膠,用光刻板在涂膠后的阻擋層上刻蝕出離子注入窗口,并用濃度為5%的HF酸腐蝕掉窗口位置下的阻擋層,并去膠清洗;
(4)淀積犧牲層:采用PECVD的方法在阻擋層開窗后的樣片正面和背面分別淀積厚度為50~80nm的二氧化硅作為離子注入的犧牲層;
(5)離子注入:在淀積犧牲層后的樣片正面和背面分別進(jìn)行多次磷離子注入,使摻釩碳化硅襯底正面和背面表面的雜質(zhì)濃度均為1×1020cm-3;
(6)去除阻擋層:離子注入完成后腐蝕掉樣片正面和背面剩余的阻擋層,清洗掉樣品表面的殘留物;
(7)退火:在清洗殘留物后的樣片正面和背面涂負(fù)膠,將該樣片置于300~400℃溫度環(huán)境中加熱90分鐘進(jìn)行碳膜濺射;再在1550~1750℃溫度范圍內(nèi)退火10分鐘,以在樣片表面形成厚度為150nm的良好歐姆接觸;然后在900~1100℃溫度范圍內(nèi)干氧氧化15分鐘,以去除樣片正面和背面的碳膜;
(8)淀積金屬電極:
8a:在去除碳膜的樣片正面和背面旋涂光刻膠,利用金屬層的掩膜版光刻出金屬圖形;通過磁控濺射法在樣片的正面和背面的對應(yīng)金屬電極位置淀積厚度為80~100nm的金屬Ni,并通過超聲波剝離掉光刻膠,再在Ar氣環(huán)境中升溫至900~1100℃,保存10分鐘后冷卻至室溫;
8b:在冷卻至室溫的樣片正面和背面涂膠,使用金屬層掩膜版光刻出金屬圖形,通過磁控濺射法分別在正面和背面的Ni膜上淀積厚度為50~100nm的金屬Ti和0.5~1.5μm的Au;通過超聲波剝離形成金屬電極,在樣片的正面和背面分別形成橫向?qū)挾萀、縱向?qū)挾萕均為6~8mm,厚度h均為0.5~2μm的上歐姆接觸電極和下歐姆接觸電極,再在Ar氣環(huán)境中升溫至450~600℃范圍,保持5分鐘后冷卻至室溫;
(9)淀積透明氧化鋅電極:通過磁控濺射法在冷卻至室溫的樣片正面和背面分別淀積厚度為1~2μm的氧化鋅透明薄膜,并分別在正面和背面的氧化鋅透明薄膜上涂膠,使用金屬層掩膜版光刻出所需窗口圖形,再采用稀鹽酸進(jìn)行濕法刻蝕得到透明電極,完成整個(gè)器件的制作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的方法,其特征在于步驟5)中每次磷離子注入的能量為180KeV、125KeV、80KeV、60KeV,對應(yīng)的注入的劑量為9.5×1014cm-2、5.8×1014cm-2、3.0×1014cm-2、2.6×1014cm-2。