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专利号: 2018101303669
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 核物理;核工程
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种Pm‑147碳化硅缓变N区同位素电池,其特征在于,包括N型高掺杂SiC衬底(2)、N型欧姆接触电极(1)、第一N型SiC外延层(3)、第二N型SiC外延层(4)、P型SiC欧姆接触掺杂区(5)、P型欧姆接触电极(6)、SiO2钝化层(7)和Pm‑147放射性同位素源(8);N型高掺杂SiC衬底(2),N型高掺杂SiC衬底(2)下方设置N型欧姆接触电极(1),N型高掺杂SiC衬底(2)上部设置第一N型SiC外延层(3),第一N型SiC外延层(3)上部设置第二N型SiC外延层(4),在第二N型SiC外延层(4)上部采用离子注入形成P型SiC欧姆接触掺杂区(5),在P型SiC欧姆接触掺杂区(5)的顶部中心处设有P型欧姆接触电极(6),在P型SiC欧姆接触掺杂区(5)的顶部除去P型欧姆接触电极(6)的区域设有SiO2钝化层(7),在SiO2钝化层(7)的上方设有Pm‑147放射性同位素源(8);

第一N型SiC外延层(3)的厚度为8μm~12μm;

14 ‑3 16 ‑3

第二N型SiC外延层(4)的掺杂浓度为1×10 cm ~1×10 cm ;

16 ‑3 17 ‑3

第一N型SiC外延层(3)的掺杂浓度为1×10 cm ~5×10 cm ;第一N型SiC外延层(3)的掺杂浓度高于第二N型SiC外延层(4)的掺杂浓度;N型SiC外延层的浓度越高厚度越薄,N型SiC外延层的浓度越低厚度越厚。

2.根据权利要求1所述的一种Pm‑147碳化硅缓变N区同位素电池,其特征在于,第一N型SiC外延层(3)和第二N型SiC外延层(4)的总厚度为15μm~40μm。

3.根据权利要求1所述的一种Pm‑147碳化硅缓变N区同位素电池,其特征在于,SiO2钝化层(7)的厚度为10nm~50nm。

4.一种根据权利要求1所述的Pm‑147碳化硅缓变N区同位素电池的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一、提供由N型高掺杂SiC基片构成的N型高掺杂SiC衬底;

步骤二、采用化学气相沉积法在步骤一所述N型高掺杂SiC衬底的上表面上外延生长掺

16 ‑3 17 ‑3

杂浓度为1×10 cm ~5×10 cm 、厚度为7μm~28μm的第一N型SiC外延层(3);

步骤三、采用化学气相沉积法在所述第一N型SiC外延层(3)的上表面上外延生长掺杂

14 ‑3 16 ‑3

浓度为1×10 cm ~1×10 cm 、厚度为8μm~12μm的第二N型SiC外延层(4);

步骤四、采用离子注入方法在所述第二N型SiC外延层(4)的上形成掺杂浓度为1×

18 ‑3 19 ‑3

10 cm ~1×10 cm 的P型SiC欧姆接触掺杂区(5);并在Ar气氛下进行温度为1650℃~

1700℃的热退火10分钟;

步骤五、采用干氧氧化在所述第二N型SiC外延层(4)的上表面形成厚度为10nm~

50nmSiO2钝化层(7);

步骤六、采用反应离子干法刻蚀法在SiO2钝化层(7)刻蚀出宽度1μm~5μm台阶,露出P型SiC欧姆接触掺杂区(5);

步骤七、在P型SiC欧姆接触掺杂区(5)的上方没有SiO2钝化层(7)的窗口上依次淀积厚度为200nm~400nm的金属Ni和厚度为100~200nm的金属Pt;

步骤八、在N型高掺杂SiC衬底(2)的下方依次淀积厚度为200nm~400nm的金属Ni和厚度为100~200nm的金属Pt;

步骤九、在N2气氛下进行温度为950℃~1050℃的热退火2分钟,在所述P型SiC欧姆接触掺杂区(5)的上方没有SiO2钝化层(7)的窗口上形成P型欧姆接触电极(6);在所述N型高掺杂SiC衬底(2)的下方形成N型欧姆接触电极(1);

步骤十、在所述SiO2钝化层(7)顶部除去P型欧姆接触电极(6)的区域设置有Pm‑147放射性同位素源(8)。