本發(fā)明屬于微電子領(lǐng)域，涉及半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)及其制備方法，具體地說(shuō)是一種碳化硅基的串聯(lián)式PIN型α輻照電池及其制備方法，可用于將同位素放射的核能直接轉(zhuǎn)換為電能，在微納機(jī)電系統(tǒng)等微小電路和航空航天、沙漠、極地等需長(zhǎng)期供電且無(wú)人值守的場(chǎng)合。技術(shù)背景隨著人們對(duì)于低功耗、長(zhǎng)壽命、高可靠性和小體積供電設(shè)備的需求，以及對(duì)核廢料處理的關(guān)注，微型核電池變得愈發(fā)關(guān)注。微型核電池由于其突出的特點(diǎn)可用來(lái)解決微型管道機(jī)器人、植入式微系統(tǒng)、無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)、人工心臟起搏器和便攜式移動(dòng)電子產(chǎn)品等的長(zhǎng)期供電問(wèn)題，并有望取代太陽(yáng)能電池和熱電式放射性同位素電池，在航天和航空領(lǐng)域解決微/納衛(wèi)星、深空無(wú)人探測(cè)器和離子推進(jìn)器等的長(zhǎng)期供電問(wèn)題。1953年由Rappaport研究發(fā)現(xiàn)，利用同位素衰變所產(chǎn)生的貝塔(β-Particle)射線能在半導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，此現(xiàn)象則被稱為β-VoltaicEffect。1957年，Elgin-Kidde首先將β-VoltaicEffect用在電源供應(yīng)方面，成功制造出第一個(gè)同位素微電池β-VoltaicBattery。從1989年以來(lái)，GaN、GaP、AlGaAs、多晶硅等材料相繼被利用作為β-Voltaic電池的材料。自2006年，隨著寬禁帶半導(dǎo)體材料SiC制備和工藝技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)了基于SiC的同位素微電池的相關(guān)報(bào)道。中國(guó)專利CN101325093A中公開(kāi)了由張林、郭輝等人提出的基于SiC的肖特基結(jié)式輻照電池。該肖特基結(jié)輻照電池中肖特基接觸層覆蓋整個(gè)電池區(qū)域，入射粒子到達(dá)器件表面后，都會(huì)受到肖特基接觸層的阻擋，只有部分粒子能進(jìn)入器件內(nèi)部，而進(jìn)入耗盡區(qū)的粒子才會(huì)對(duì)電池的輸出功率有貢獻(xiàn)，因此，這種結(jié)構(gòu)的輻照電池入射粒子能量損失大，能量轉(zhuǎn)換效率較低。文獻(xiàn)“Demonstrationofatadiationresistant,hightefficiencySiCbetavoltaic”介紹了由美國(guó)新墨西哥州QynergyCorporation的C.J.Eiting,V.Krishnamoorthy 和S.Rodgers,T.George等人共同提出了碳化硅p-i-n結(jié)式核電池，如圖1所示。該P(yáng)IN核電池自上而下依次為，放射性源7、P型歐姆接觸電極6、P型高摻雜SiC層4、P型SiC層3、本征i層2、n型高摻雜SiC襯底1和N型歐姆接觸電極5。這種結(jié)構(gòu)中，只有耗盡層內(nèi)及其附近一個(gè)少子擴(kuò)散長(zhǎng)度內(nèi)的輻照生載流子能夠被收集。并且，為避免歐姆接觸電極阻擋入射離子，將P型歐姆電極做在器件的一個(gè)角落，使得離P型歐姆電極較遠(yuǎn)的輻照生載流子在輸運(yùn)過(guò)程中被復(fù)合，降低了能量轉(zhuǎn)化率，減小了電池的輸出電流。另外β射線本身的能量較低，可用于激發(fā)輻照生載流子的能量也較少，這也限制了β輻照電池的輸出大小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述已有技術(shù)的不足，提出一種串聯(lián)式PIN結(jié)構(gòu)α輻照電池，以提高α放射源的利用率，進(jìn)而提高電池的輸出電流和輸出電壓。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)思路是：通過(guò)將α放射源完全包裹在電池內(nèi)部，消除金屬電極對(duì)α放射源輻射出的高能α粒子的阻擋作用，提高α放射源的利用率；通過(guò)兩個(gè)PIN結(jié)相串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，提高輸出電壓。本發(fā)明的技術(shù)思路是這樣實(shí)現(xiàn)的：一、本發(fā)明提出了一種串聯(lián)式PIN結(jié)構(gòu)α輻照電池，包括：PIN單元和α放射源，其特征在于：所述PIN單元，采用上下兩個(gè)PIN結(jié)串聯(lián)構(gòu)成；上PIN結(jié)自下而上依次為N型外延層歐姆接觸電極5、N型高摻雜外延層4、P型低摻雜外延層3、P型高摻雜SiC襯底2、P型歐姆接觸電極1；下PIN結(jié)自下而上依次為N型歐姆接觸電極10、N型高摻雜SiC襯底9、N型低摻雜外延層8、P型高摻雜外延層7、P型外延層歐姆接觸電極6；所述每個(gè)PIN結(jié)中均設(shè)有n個(gè)溝槽11，其中n≥2；所述上PIN結(jié)的N型外延層歐姆接觸電極5與下PIN結(jié)的P型外延層歐姆接觸電極6接觸在一起，使上下PIN結(jié)中溝槽11形成鏡面對(duì)稱，相互貫通的一體結(jié)構(gòu)，每個(gè)溝槽內(nèi)均填滿α放射源12。作為優(yōu)選，所述電池P型高摻雜SiC襯底2、P型低摻雜外延層3、N型高摻雜外延層4、P型高摻雜外延層7、N型低摻雜外延層8和N型高摻雜SiC襯底9均為4H-SiC材料，以提高電池的使用壽命和開(kāi)路電壓。作為優(yōu)選，所述α放射源12采用采用相對(duì)原子質(zhì)量為241的镅元素或相對(duì)原子質(zhì)量為238的钚元素，即Am241或Pu238。作為優(yōu)選，所述溝槽11的寬度L滿足L≤2g，其中，g為α放射源12釋放的高能α粒子在α放射源中的平均入射深度，對(duì)于α放射源為Am241的，其取值為：g＝7.5μm，對(duì)于α放射源為Pu238的，其取值為：g＝10μm。作為優(yōu)選，所述溝槽11的深度h滿足m+q<h<m+q+r，其中，對(duì)于上PIN結(jié)，m為N型高摻雜外延層4的厚度，q為N型外延層歐姆接觸電極5的厚度，r為P型低摻雜外延層3的厚度；對(duì)于下PIN結(jié)，m為P型高摻雜外延層7的厚度，q為P型外延層歐姆接觸電極6的厚度，r為N型低摻雜外延層8的厚度。作為優(yōu)選，所述相鄰兩個(gè)溝槽11的間距d滿足d≥i，其中，i為α放射源12釋放的高能α粒子在4H-SiC中的平均入射深度，對(duì)于α放射源為Am241的，其取值為：i＝10μm，對(duì)于α放射源為Pu238的，其取值為：i＝18.2μm。作為優(yōu)選，所述N型外延層歐姆接觸電極5選用Ni/Ti合金，其厚度為Ni＝200nm，Ti＝50nm；P型外延層歐姆接觸電極6選用金屬Al，其厚度為Al＝250nm。作為優(yōu)選，所述P型歐姆接觸電極1與N型歐姆接觸電極10均采用金屬層Ni，Ni金屬層的厚度為300～350nm。二、本發(fā)明的制備方法包括以下步驟：(1)制作上PIN結(jié)：1a)選用濃度為1x1018cm-3的P型高摻雜SiC襯底，對(duì)該P(yáng)型高摻雜SiC襯底進(jìn)行清洗，以去除表面污染物；1b)生長(zhǎng)P型低摻雜外延層：利用化學(xué)氣相淀積CVD法在清洗后的P型高摻雜SiC襯底表面外延生長(zhǎng)一層摻雜濃度為1x1015～3x1015cm-3，厚度為5～10μm的P型低摻雜外延層；1c)生長(zhǎng)N型高摻雜外延層：利用化學(xué)氣相淀積CVD法在P型低摻雜外延層表面外延生長(zhǎng)一層摻雜濃度為1x1019～5x1019cm-3，厚度為0.5～1μm的N型高摻雜外延層；1d)淀積接觸電極：在N型高摻雜外延層表面利用電子束蒸發(fā)法淀積Ni/Ti金屬層，作為刻蝕溝槽的掩膜和N型外延層歐姆接觸金屬；利用電子束蒸發(fā)法在P型SiC襯底未外延的背面淀積金屬層Ni，作為P型歐姆接觸電極；1e)光刻圖形：按照核電池溝槽的位置制作成光刻版，在淀積的Ti金屬表面旋涂一層光刻膠，利用光刻版對(duì)光刻膠進(jìn)行電子束曝光，形成腐蝕窗口；對(duì)腐蝕窗口處的Ti、Ni金屬層進(jìn)行腐蝕，露出N型高摻雜外延層，得到N型外延層歐姆接觸電極和溝槽刻蝕窗口；1f)刻蝕溝槽：利用電感耦合等離子體ICP刻蝕技術(shù)，在露出的N型高摻雜外延層上刻出深度為4～8μm，寬度為5～14μm，間距為12～25μm的n個(gè)溝槽，并去除所有溝槽外部金屬Ti表面的光刻膠；1g)放置α放射源：采用淀積或涂抹的方法，在每個(gè)溝槽中放置α放射源，得到帶有溝槽的上PIN結(jié)；(2)制作下PIN結(jié)：2a)選用濃度為1x1018cm-3的N型高摻雜SiC襯底，對(duì)該N型高摻雜SiC襯底進(jìn)行清洗，以去除表面污染物；2b)生長(zhǎng)N型低摻雜外延層：利用化學(xué)氣相淀積CVD法在清洗后的N型高摻雜SiC襯底表面外延生長(zhǎng)一層摻雜濃度為1x1015～3x1015cm-3，厚度為5～10μm的N型低摻雜外延層；2c)生長(zhǎng)P型高摻雜外延層：利用化學(xué)氣相淀積CVD方法在N型低摻雜外延層表面外延生長(zhǎng)一層摻雜濃度為1x1019～5x1019cm-3，厚度為0.5～1μm的P型高摻雜外延層；2d)淀積接觸電極：在P型高摻雜外延層表面利用電子束蒸發(fā)法淀積Al金屬層，作為刻蝕溝槽的掩膜和P型外延層歐姆接觸金屬；利用電子束蒸發(fā)法在N型SiC襯底未外延的背面淀積Ni金屬層，作為N型歐姆接觸電極；2e)光刻圖形：在淀積的Al金屬層表面旋涂一層光刻膠，利用上PIN結(jié)溝槽光刻版對(duì)光刻膠進(jìn)行電子束曝光，形成腐蝕窗口；對(duì)腐蝕窗口處的Al金屬層進(jìn)行腐蝕，露出P型高摻雜外延層，得到P型外延層歐姆接觸電極和溝槽刻蝕窗口；2f)刻蝕溝槽：利用電感耦合等離子體ICP刻蝕技術(shù)，在露出的P型高摻雜外延層上刻出深度為4～8μm，寬度為5～14μm，間距為12～25μm的n個(gè)溝槽，并去除所有溝槽外部Al金屬層表面的光刻膠；2g)放置α放射源：采用淀積或涂抹的方法，在每個(gè)溝槽中放置α放射源，得到帶有溝槽的下PIN結(jié)；(3)利用鍵合法將下PIN結(jié)中的P型外延層歐姆接觸電極與上PIN結(jié)中的N型外延層歐姆接觸電極壓合在一起，使上下PIN結(jié)中的溝槽形成鏡面對(duì)稱、相互貫通的一體結(jié)構(gòu)，從而完成串聯(lián)式PIN結(jié)構(gòu)α輻照電池的制作。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：1.本發(fā)明由于將兩個(gè)PIN結(jié)串聯(lián)組合，提高了電池的輸出電壓；2.本發(fā)明由于將α放射源置于溝槽中，使得α放射源產(chǎn)生的高能α粒子無(wú)需穿過(guò)P型或N型高摻雜外延層及其金屬電極，而直接射入PIN結(jié)的空間電荷區(qū)，減小了高能α粒子的能量損耗，從而提高了能量收集率和電池的輸出電流；3.本發(fā)明由于溝槽寬度不大于高能α粒子在α放射源材料中平均入射深度的兩倍，顯著減少了高能α粒子在α放射源內(nèi)部的能量衰減，進(jìn)一步提高了能量收集率和電池的輸出電流。4.本發(fā)明由于采用的襯底材料4H-SiC比傳統(tǒng)的材料Si禁帶寬度大，抗輻照特性更好，可以減小高能α粒子對(duì)器件的損傷，提高電池的工作電壓，同時(shí)延長(zhǎng)電池的使用壽命。附圖說(shuō)明圖1是現(xiàn)有的PIN核電池的截面示意圖；圖2是本發(fā)明串聯(lián)式PIN結(jié)構(gòu)α輻照電池的截面示意圖；圖3是本發(fā)明制作串聯(lián)式PIN結(jié)構(gòu)α輻照電池的流程圖；圖4是本發(fā)明制作串聯(lián)式PIN結(jié)構(gòu)α輻照電池上PIN結(jié)的流程示意圖；圖5是本發(fā)明制作串聯(lián)式PIN結(jié)構(gòu)α輻照電池下PIN結(jié)的流程示意圖。具體實(shí)施方式參照?qǐng)D2，本發(fā)明的串聯(lián)式PIN結(jié)構(gòu)α輻照電池，包括：PIN單元和α放射源，所述PIN單元，采用上下兩個(gè)PIN結(jié)串聯(lián)構(gòu)成，其中：上PIN結(jié)，包括P型歐姆接觸電極1、P型高摻雜SiC襯底2、P型低摻雜外延層3、N型高摻雜外延層4、N型外延層歐姆接觸電極5。其中：N型外延層歐姆接觸電極5由厚度分別為200nm、50nm的Ni/Ti金屬層構(gòu)成；N型高摻雜外延層4的厚度為0.5～1μm，其位于N型外延層歐姆接觸電極5的上方；P型低摻雜外延層3的厚度為5～10μm，其位于N型高摻雜外延層4的上方；P型高摻雜SiC襯底2為濃 度1x1018cm-3的P型4H-SiC襯底，其位于P型低摻雜外延層3上方；P型歐姆接觸電極1采用厚度為300～350nm的Ni金屬，其位于P型高摻雜SiC襯底2的上方。下PIN結(jié)，包括P型外延層歐姆接觸電極6、P型高摻雜外延層7、N型低摻雜外延層8、N型高摻雜SiC襯底9、N型歐姆接觸電極10。其中：N型歐姆接觸電極10采用厚度為300～350nm金屬Ni作為接觸電極；N型高摻雜SiC襯底9為濃度1x1018cm-3的N型4H-SiC襯底，其位于N型歐姆接觸電極10的上方；N型低摻雜外延層8的厚度為5～10μm，其位于N型高摻雜襯底9的上方；P型高摻雜外延層7的厚度為0.5～1μm，其位于N型低摻雜外延層8的上方；P型外延層歐姆接觸電極6采用厚度為250nm的Al金屬層作為接觸電極，其位于P型高摻雜外延層7的上方。每個(gè)PIN結(jié)中均設(shè)有n個(gè)溝槽11，其中n≥2，溝槽11的深度h滿足m+q<h<m+q+r，m為N型高摻雜外延層4或P型高摻雜外延層7的厚度，q為N型外延層歐姆接觸電極5或P型外延層歐姆接觸電極6的厚度，r為P型低摻雜外延層3或N型低摻雜外延層8的厚度；每個(gè)溝槽11的寬度L滿足L≤2g，其中g(shù)為α放射源12釋放的高能α粒子在α放射源中的平均入射深度，對(duì)于α放射源為Am241的，其取值為：g＝7.5μm，對(duì)于α放射源為Pu238的，其取值為：g＝10μm；而相鄰兩個(gè)溝槽11的間距d滿足d≥i，i為α放射源12釋放的高能α粒子在4H-SiC中的平均入射深度，對(duì)于α放射源為Am241的，其取值為：i＝10μm，對(duì)于α放射源為Pu238的，其取值為：i＝18.2μm；α放射源12放置在每個(gè)溝槽11中，以產(chǎn)生高能α粒子。上PIN結(jié)的N型外延層歐姆接觸電極5與下PIN結(jié)中的P型外延層歐姆接觸電極6鍵合在一起，從而組成一個(gè)PIN單元。上PIN結(jié)與下PIN結(jié)的每個(gè)溝槽11在PIN單元中呈鏡面對(duì)稱分布，貫通在一起。上述PIN單元中的P型高摻雜SiC襯底2、P型低摻雜外延層3、N型高摻雜外延層4、P型高摻雜外延層7、N型低摻雜外延層8、N型高摻雜SiC襯底9，均為4H-SiC材料。器件工作狀態(tài)下，大部分從α放射源12所釋放的高能α粒子直接入射于N型高摻雜外延層4和P型低摻雜外延層3交界處附近的空間電荷區(qū)，以及P型高摻雜外延層7和N型低摻雜外延層8交界處附近的空間電荷區(qū)，進(jìn)而激發(fā)載流子，最終形成輸出電流。參照?qǐng)D3，本發(fā)明制作串聯(lián)式PIN結(jié)構(gòu)α輻照電池的方法，給出如下三個(gè)實(shí)施例：實(shí)施例1，制備α放射源為Am241，具有兩個(gè)溝槽的串聯(lián)式PIN結(jié)構(gòu)α輻照電池。步驟1:制作上PIN結(jié)。參照?qǐng)D4，本步驟的實(shí)施如下：(1a)清洗P型高摻雜SiC襯底，以去除表面污染物，如圖4(a)所示：(1a.1)將摻雜濃度為1x1018cm-3的P型高摻雜SiC襯底在NH4OH+H2O2試劑中浸泡10min，取出后烘干，以去除樣品表面有機(jī)殘余物；(1a.2)將去除表面有機(jī)殘余物后的P型高摻雜SiC襯底再在HCl+H2O2試劑中浸泡樣品10min，取出后烘干，以去除離子污染物。(1b)外延生長(zhǎng)P型低摻雜外延層，如圖4(b)所示：在清洗后的P型高摻雜SiC襯底上利用化學(xué)氣相淀積CVD方法外延生長(zhǎng)鋁摻雜的P型低摻雜外延層。其工藝條件為：外延溫度為1550℃，壓強(qiáng)為100mbar，反應(yīng)氣體是硅烷和丙烷，載氣為純氫氣，雜質(zhì)源為三甲基鋁，得到鋁摻雜濃度為1x1015cm-3，厚度為5μm的P型低摻雜外延層。(1c)外延生長(zhǎng)N型高摻雜外延層，如圖4(c)所示：在生長(zhǎng)的P型低摻雜外延層上利用化學(xué)氣相淀積CVD法外延生長(zhǎng)氮摻雜的N型高摻雜外延層，其工藝條件為：外延溫度為1550℃，壓強(qiáng)為100mbar，反應(yīng)氣體是硅烷和丙烷，載氣為純氫氣，雜質(zhì)源為液態(tài)氮?dú)猓玫降獡诫s濃度為1x1019cm-3，厚度為0.5μm的N型高摻雜外延層，得到P型SiC樣片。(1d)淀積金屬接觸電極，如圖4(d)所示：(1d.1)對(duì)完成N型高摻雜外延層生長(zhǎng)后的P型SiC樣片進(jìn)行RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗；(1d.2)將清洗后的樣片放入電子束蒸發(fā)鍍膜機(jī)中的載玻片上，調(diào)整載玻片到靶材的距離為50cm，并將反應(yīng)室壓強(qiáng)抽至5×10-4Pa，調(diào)節(jié)束流為40mA，在P型SiC樣片的N型高摻雜外延層的表面依次淀積厚度為200nm的Ni金屬層與厚度為50nm的Ti金屬層；(1d.3)利用電子束蒸發(fā)法，在上述P型SiC樣片未外延的背面淀積厚度為300nm的Ni金屬層。(1e)在P型SiC樣片外延一側(cè)淀積的Ti金屬層上刻出結(jié)構(gòu)圖形窗口，如圖4(e)所示：(1e.1)在P型SiC樣片外延一側(cè)淀積的Ti金屬層表面上旋涂一層光刻膠，按照電池兩個(gè)溝槽的位置制作成光刻版，用電子束對(duì)光刻膠曝光，形成腐蝕窗口；(1e.2)利用反應(yīng)離子工藝刻蝕Ti、Ni金屬層，直至在腐蝕窗口露出N型高摻雜外延層，得到N型外延層歐姆接觸電極和溝槽刻蝕窗口。(1f)刻蝕溝槽，如圖4(f)所示：利用電感耦合等離子體ICP刻蝕技術(shù)，在溝槽刻蝕窗口露出的N型高摻雜外延層上刻出深度為4μm，寬度為5μm，間距為12μm的兩個(gè)溝槽。(1g)放置α放射源，如圖4(g)所示：采用涂抹的方法，在每個(gè)溝槽中放置α放射源Am241，得到帶有溝槽的上PIN結(jié)。步驟2:制作下PIN結(jié)。參照?qǐng)D5，本步驟的實(shí)施如下：(2a)清洗N型高摻雜SiC襯底，以去除表面污染物，該N型高摻雜SiC襯底的摻雜濃度為1x1018cm-3，如圖5(a)所示：本步驟與步驟(1a)相同。(2b)外延生長(zhǎng)N型低摻雜外延層，如圖5(b)所示：在清洗后的N型高摻雜SiC襯底上利用化學(xué)氣相淀積CVD方法外延生長(zhǎng)氮摻雜的N型摻雜外延層。其工藝條件為：外延溫度為1550℃，壓強(qiáng)為100mbar，反應(yīng)氣體是硅烷和丙烷，載氣為純氫氣，雜質(zhì)源為液態(tài)氮?dú)猓玫降獡诫s濃度為1x1015cm-3，厚度為5μm的N型低摻雜外延層。(2c)外延生長(zhǎng)P型高摻雜外延層，如圖5(c)所示：在生長(zhǎng)的N型低摻雜外延層上利用化學(xué)氣相淀積CVD法外延生長(zhǎng)鋁摻雜的P型高摻雜外延層，其工藝條件為：外延溫度為1550℃，壓強(qiáng)為100mbar，反應(yīng)氣體是硅烷和丙烷，載氣為純氫氣，雜質(zhì)源為三甲基鋁，得到鋁摻雜濃度為1x1019cm-3，厚度為0.5μm的P型高摻雜外延層，得到N型SiC樣片。(2d)淀積金屬接觸電極，如圖5(d)所示。(2d.1)對(duì)完成P型高摻雜外延層生長(zhǎng)后的N型SiC樣片進(jìn)行RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗；(2d.2)將清洗后的樣片放入電子束蒸發(fā)鍍膜機(jī)中的載玻片上，調(diào)整載玻片到靶材的距離為50cm，并將反應(yīng)室壓強(qiáng)抽至5×10-4Pa，調(diào)節(jié)束流為40mA，在N型SiC 樣片的P型高摻雜外延層的表面淀積一層厚度為250nm的Al金屬層；(2d.3)利用電子束蒸發(fā)法，在上述N型SiC樣片未外延的背面淀積厚度為300nm的Ni金屬層。(2e)在N型SiC樣片外延一側(cè)淀積的Al金屬層上刻出結(jié)構(gòu)圖形窗口，如圖5(e)所示：(2e.1)在SiC外延一側(cè)淀積的Al金屬層表面上旋涂一層光刻膠，使用上PIN結(jié)工藝中的溝槽光刻版，用電子束對(duì)光刻膠曝光，形成腐蝕窗口；(2e.2)利用反應(yīng)離子工藝刻蝕Al金屬層，反應(yīng)氣體采用氧氣，直至在腐蝕窗口露出P型高摻雜外延層，得到P型外延層歐姆接觸電極和溝槽刻蝕窗口。(2f)刻蝕溝槽，如圖5(f)所示。利用電感耦合等離子體ICP刻蝕技術(shù)，在溝槽刻蝕窗口露出的P型高摻雜外延層上刻出深度為4μm，寬度為5μm，間距為12μm的兩個(gè)溝槽。(2g)放置α放射源，如圖5(g)所示。采用涂抹的方法，在每個(gè)溝槽中放置α放射源Am241，得到帶有溝槽的下PIN結(jié)。步驟3：利用鍵合法，將上PIN結(jié)的N型外延層歐姆接觸電極與下PIN結(jié)的P型外延層歐姆接觸電極壓合在一起，使上下PIN結(jié)中的溝槽形成鏡面對(duì)稱、相互貫通的一體結(jié)構(gòu)，從而得到串聯(lián)式PIN結(jié)構(gòu)α輻照電池，如圖2所示。實(shí)施例2，制備α放射源為Am241，具有8個(gè)溝槽的串聯(lián)式PIN結(jié)構(gòu)α輻照電池。步驟一:制作上PIN結(jié)。參照?qǐng)D4，本步驟的實(shí)施如下：1)清洗P型高摻雜SiC襯底，以去除表面污染物，該P(yáng)型高摻雜SiC襯底的摻雜濃度為1x1018cm-3，如圖4(a)所示：本步驟與實(shí)施例一的步驟(1a)相同。2)外延生長(zhǎng)P型低摻雜外延層，如圖4(b)所示。在清洗后的P型高摻雜SiC襯底上利用化學(xué)氣相淀積CVD方法外延生長(zhǎng)鋁摻雜的P型摻雜外延層。其工藝條件為：外延溫度為1550℃，壓強(qiáng)為100mbar，反應(yīng)氣體是硅烷和丙烷，載氣為純氫氣，雜質(zhì)源為三甲基鋁，得到鋁摻雜濃度為2x1015cm-3，厚度為8μm的P型低摻雜外延層。3)外延生長(zhǎng)N型高摻雜外延層，如圖4(c)所示：在生長(zhǎng)的P型低摻雜外延層上利用化學(xué)氣相淀積CVD法外延生長(zhǎng)氮摻雜的N型高摻雜外延層，其工藝條件為：外延溫度為1550℃，壓強(qiáng)為100mbar，反應(yīng)氣體是硅烷和丙烷，載氣為純氫氣，雜質(zhì)源為液態(tài)氮?dú)猓玫降獡诫s濃度為3x1019cm-3，厚度為0.8μm的N型高摻雜外延層，得到P型SiC樣片。4)淀積金屬接觸電極，如圖4(d)所示：(4.1)本步驟的實(shí)施與實(shí)施例一的步驟(1d.1)相同。(4.2)本步驟的實(shí)施與實(shí)施例一的步驟(1d.2)相同。(4.3)利用電子束蒸發(fā)法，在上述P型SiC樣片未外延的背面淀積厚度為320nm的Ni金屬層。5)在P型SiC樣片外延一側(cè)淀積的Ti金屬層上刻出結(jié)構(gòu)圖形窗口，如圖4(e)所示：(5.1)在P型SiC樣片外延一側(cè)淀積的Ti金屬層表面上旋涂一層光刻膠，按照電池8個(gè)溝槽的位置制作成光刻版，用電子束對(duì)光刻膠曝光，形成腐蝕窗口；(5.2)利用反應(yīng)離子工藝刻蝕Ti、Ni金屬層，反應(yīng)氣體采用氧氣，直至在腐蝕窗口露出N型高摻雜外延層，得到N型外延層歐姆接觸電極和溝槽刻蝕窗口。6)刻蝕溝槽，如圖4(f)所示：利用電感耦合等離子體ICP刻蝕技術(shù)，在溝槽刻蝕窗口露出的N型高摻雜外延層上刻出深度為6μm，寬度為10μm，間距為20μm的8個(gè)溝槽。7)放置α放射源，如圖4(g)所示。采用淀積的方法，在每個(gè)溝槽中放置α放射源Am241，得到帶有溝槽的上PIN結(jié)。步驟二:制作下PIN結(jié)。參照?qǐng)D5，本步驟的實(shí)施如下：1)清洗N型高摻雜SiC襯底，以去除表面污染物，該N型高摻雜SiC襯底的摻雜濃度為1x1018cm-3，如圖5(a)所示：本步驟與實(shí)施例1的步驟(1a)相同。2)外延生長(zhǎng)N型低摻雜外延層，如圖5(b)所示：在清洗后的N型高摻雜SiC襯底上利用化學(xué)氣相淀積CVD方法外延生長(zhǎng)氮摻雜 的N型摻雜外延層。其工藝條件為：外延溫度為1550℃，壓強(qiáng)為100mbar，反應(yīng)氣體是硅烷和丙烷，載氣為純氫氣，雜質(zhì)源為液態(tài)氮?dú)猓玫降獡诫s濃度為2x1015cm-3，厚度為8μm的N型低摻雜外延層。3)外延生長(zhǎng)P型高摻雜外延層，如圖5(c)所示。在生長(zhǎng)的N型低摻雜外延層上利用化學(xué)氣相淀積CVD法外延生長(zhǎng)鋁摻雜的P型高摻雜外延層，其工藝條件為：外延溫度為1550℃，壓強(qiáng)為100mbar，反應(yīng)氣體是硅烷和丙烷，載氣為純氫氣，雜質(zhì)源為三甲基鋁，得到鋁摻雜濃度為3x1019cm-3，厚度為0.8μm的P型高摻雜外延層，得到N型SiC樣片。4)淀積金屬接觸電極，如圖5(d)所示。(4.1)本步驟的實(shí)施與實(shí)施例一的步驟(2d.1)相同。(4.2)本步驟的實(shí)施與實(shí)施例一的步驟(2d.2)相同。(4.3)利用電子束蒸發(fā)法，在上述N型SiC樣片未外延的背面淀積厚度為320nm的Ni金屬層。5)在N型SiC樣片外延一側(cè)淀積的Al金屬層上刻出結(jié)構(gòu)圖形窗口，如圖5(e)所示。(5.1)在N型SiC樣片外延一側(cè)淀積的Al金屬層表面上旋涂一層光刻膠，使用上PIN結(jié)工藝中的溝槽窗口光刻版，，用電子束對(duì)光刻膠曝光，形成腐蝕窗口；(5.2)利用反應(yīng)離子工藝刻蝕Al金屬層，反應(yīng)氣體采用氧氣，直至在腐蝕窗口露出P型高摻雜外延層，得到P型外延層歐姆接觸電極和溝槽刻蝕窗口。6)刻蝕溝槽，如圖5(f)所示。利用電感耦合等離子體ICP刻蝕技術(shù)，在溝槽刻蝕窗口露出的P型高摻雜外延層上刻出深度為6μm，寬度為10μm，間距為20μm的8個(gè)溝槽。7)放置α放射源，如圖5(g)所示。采用淀積的方法，在每個(gè)溝槽中放置α放射源Am241，得到帶有溝槽的下PIN結(jié)。步驟三：利用鍵合法，將上方PIN結(jié)的P型歐姆接觸電極與下方PIN結(jié)的P型歐姆接觸電極壓合在一起，使上下PIN結(jié)中的溝槽形成鏡面對(duì)稱、相互貫通的一體結(jié)構(gòu)，從而得到串聯(lián)式PIN型α輻照電池，如圖2所示。實(shí)施例3，制備α放射源為Pu238，具有12個(gè)溝槽的串聯(lián)式PIN結(jié)構(gòu)α輻照電池。步驟A:制作上PIN結(jié)。參照?qǐng)D4，本步驟的實(shí)施如下：A1)清洗P型高摻雜SiC襯底，以去除表面污染物，該P(yáng)型高摻雜SiC襯底摻雜濃度為1x1018cm-3，如圖4(a)所示：本步驟的實(shí)施與實(shí)施例一的步驟(1a)相同。A2)外延生長(zhǎng)P型低摻雜外延層，如圖4(b)所示。在清洗后的P型高摻雜SiC襯底上利用化學(xué)氣相淀積CVD方法外延生長(zhǎng)鋁摻雜的P型低摻雜外延層。其工藝條件為：外延溫度為1550℃，壓強(qiáng)為100mbar，反應(yīng)氣體是硅烷和丙烷，載氣為純氫氣，雜質(zhì)源為三甲基鋁，得到鋁摻雜濃度為3x1015cm-3，厚度為10μm的P型低摻雜外延層。A3)外延生長(zhǎng)N型高摻雜外延層，如圖4(c)所示。在生長(zhǎng)的P型低摻雜外延層上利用化學(xué)氣相淀積CVD法外延生長(zhǎng)氮摻雜的N型高摻雜外延層，其工藝條件為：外延溫度為1550℃，壓強(qiáng)為100mbar，反應(yīng)氣體是硅烷和丙烷，載氣為純氫氣，雜質(zhì)源為液態(tài)氮?dú)猓玫降獡诫s濃度為5x1019cm-3，厚度為1μm的N型高摻雜外延層，得到P型SiC樣片。A4)淀積金屬接觸電極，如圖4(d)所示。(A4.1)本步驟的實(shí)施與實(shí)施例一的步驟(1d.1)相同。(A4.2)本步驟的實(shí)施與實(shí)施例一的步驟(1d.2)相同。(A4.3)利用電子束蒸發(fā)法，在上述P型SiC樣片未外延的背面淀積厚度為350nm的Ni金屬層。A5)在P型SiC樣片外延一側(cè)淀積的Ti金屬層上刻出結(jié)構(gòu)圖形窗口，如圖4(e)所示。(A5.1)在P型SiC樣片外延一側(cè)淀積的Ti金屬層表面上旋涂一層光刻膠，按照電池12個(gè)溝槽的位置制作成光刻版，用電子束對(duì)光刻膠曝光，形成腐蝕窗口；(A5.2)利用反應(yīng)離子工藝刻蝕Ti、Ni金屬層，反應(yīng)氣體采用氧氣，直至在腐蝕窗口露出N型高摻雜外延層，得到N型外延層歐姆接觸電極和溝槽刻蝕窗口。A6)刻蝕溝槽，如圖4(f)所示。利用電感耦合等離子體ICP刻蝕技術(shù)，在溝槽刻蝕窗口露出的N型高摻雜外延層上刻出深度為8μm，寬度為14μm，間距為25μm的12個(gè)溝槽。A7)放置α放射源，如圖4(g)所示。采用淀積的方法，在每個(gè)溝槽中放置α放射源Pu238，得到帶有溝槽的上PIN結(jié)。步驟B:制作下PIN結(jié)。參照?qǐng)D5，本步驟的實(shí)施如下：B1)清洗N型高摻雜SiC襯底，以去除表面污染物，該N型高摻雜SiC襯底摻雜濃度為1x1018cm-3，如圖5(a)所示。本步驟與實(shí)施例1的步驟(1a)相同。B2)外延生長(zhǎng)N型低摻雜外延層，如圖5(b)所示。在清洗后的N型高摻雜SiC襯底上利用化學(xué)氣相淀積CVD方法外延生長(zhǎng)氮摻雜的N型摻雜外延層。其工藝條件為：外延溫度為1550℃，壓強(qiáng)為100mbar，反應(yīng)氣體是硅烷和丙烷，載氣為純氫氣，雜質(zhì)源為液態(tài)氮?dú)猓玫降獡诫s濃度為3x1015cm-3，厚度為10μm的N型低摻雜外延層。B3)外延生長(zhǎng)P型高摻雜外延層，如圖5(c)所示。在生長(zhǎng)的N型低摻雜外延層上利用化學(xué)氣相淀積CVD法外延生長(zhǎng)鋁摻雜的P型高摻雜外延層，其工藝條件為：外延溫度為1550℃，壓強(qiáng)為100mbar，反應(yīng)氣體是硅烷和丙烷，載氣為純氫氣，雜質(zhì)源為三甲基鋁，得到鋁摻雜濃度為5x1019cm-3，厚度為1μm的P型高摻雜外延層，得到N型SiC樣片。B4)淀積金屬接觸電極，如圖5(d)所示。(B4.1)本步驟的實(shí)施與實(shí)施例一的步驟(2d.1)相同。(B4.2)本步驟的實(shí)施與實(shí)施例一的步驟(2d.2)相同。(B4.3)利用電子束蒸發(fā)法，在上述N型SiC樣片未外延的背面淀積厚度為350nm的Ni金屬層。B5)在N型SiC樣片外延一側(cè)淀積的Al金屬層上刻出結(jié)構(gòu)圖形窗口，如圖5(e)所示。(B5.1)在N型SiC樣片外延一側(cè)淀積的Al金屬層表面上旋涂一層光刻膠，使用上PIN結(jié)工藝中的腐蝕窗口光刻版，用電子束對(duì)光刻膠曝光，形成腐蝕窗口；(B5.2)利用反應(yīng)離子工藝刻蝕Al金屬層，直至在腐蝕窗口露出P型高摻雜外延層，得到P型外延層歐姆接觸電極和溝槽刻蝕窗口。B6)刻蝕溝槽，如圖5(f)所示。利用電感耦合等離子體ICP刻蝕技術(shù)，在溝槽刻蝕窗口露出的P型高摻雜外延層上刻出深度為8μm，寬度為14μm，間距為25μm的12個(gè)溝槽。B7)放置α放射源，如圖5(g)所示。采用淀積的方法，在每個(gè)溝槽中放置α放射源Pu238，得到帶有溝槽的下PIN結(jié)。步驟C：利用鍵合法，將下PIN結(jié)的P型外延層歐姆接觸電極與上PIN結(jié)的N型外延層歐姆接觸電極鍵合在一起，使上下PIN結(jié)中的溝槽形成鏡面對(duì)稱、相互貫通的一體結(jié)構(gòu)，從而得到串聯(lián)式PIN結(jié)構(gòu)α輻照電池，如圖2所示。