紫外光电探测器研制
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ＷＵ Ｈｕ ｉ —ｌ ｉ ， Ｌ Ｉ Ｕ Ｊ ｉ ａ ｎ， Ｓ ＨＥＮ Ｍｅ ｎ ｇ
（ Ｔ ｈ ｅ ４ ７ ｔ ｈ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆＣ ｈ ｉ ｎ ａ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ Ｃ ｏ ｒ ｐ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ １ １ ０ ０ ３ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ａ） ｎ
制工艺 。
２ 热 氧化 层 的 制备
Ｓ ｉ Ｃ和 ｓ ｉ 一样 ， 都是 能够 通 过 热 氧 化 的方 法 在 衬底表面生长一层热氧化层 的半导体材料 ， 这使得 Ｓ ｉ Ｃ比其他化合 物半 导体材料具有更好 的钝化层 。
火焰探测、 卫星内及卫星外通信 、 发光器件校准、 紫 外 成像 以及 太 阳紫 外 辐 射 监测 等 方 面 。近 几 年 来 ， 以宽带 隙材 料 为基底 制备 的紫外 探测 器获 得 了长足 发展， 这些 包 括 Ｓ ｉ Ｃ、 Ｇ ａ Ｎ、 Ａ Ｉ Ｎ、 Ｚ ｎ Ｏ、 Ｚ ｎ Ｓ ｅ 、 Ａ １ Ｇ ａ Ｎ等 宽禁带半导体。与早期的紫外光电倍增管和紫外增 强型 Ｓ ｉ 探 测器相 比 ， 宽 带 隙材 料紫 外 探测 器具 有 噪 声低 、 灵敏度高、 体积 小 、 结 构 简单 、 化 学 性 能稳 定 ， 不容易损坏等特点…。 目前 发展最 为成 熟 的宽带 隙 半 导体 材 料 是 Ｓ ｉ Ｃ
和Ｇ ａ Ｎ。它们 都具 有 很 宽 的 带 隙 （ Ｓ ｉ Ｃ为 ３ ． ２ ６ ｅ Ｖ， Ｇ ａ Ｎ为 ３ ． ３ ９ ｅ Ｖ ） ， 较高的熔 点和临界电场。基 于对 缺陷控 制和 工 艺 能 力 等 方 面 的考 虑 ， 我们 采 用 Ｓ ｉ Ｃ 作 为衬底 ， 以下 主要 讨 论 Ｓ ｉ Ｃ紫 外 探 测 器 的 生产 研
ｓ ｅ ｍ ｉ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ（ Ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏ ｎ ｃ ａ ｒ ｂ ｉ ｄ ｅ ） ．Ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎｉ ｒ ｎ ｇ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ
性考虑 ， 增透 抗反膜 的制备采 用 Ｓ ｉ Ｏ ： ＋Ａ １ ： ０ 工艺 ， 同时对其 表 面钝 化层 和增 透抗 反 膜工 艺进 行 了
研 究讨 论。
关键词 ： 碳 化硅 ； 光 电探 测器 ； 宽 带 隙； 抗 反射
Ｄ Ｏ Ｉ 编码 ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２— ２ ２ ７ ９ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ０ ０ ６
ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ，ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ｌ ａ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ Ｓ ｉ Ｏ ２＋Ａ１ ２ Ｏ３ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＡＲ ａ ｎ ｔ ｉ ｒ ｅ ｌ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｓ ｓ ｉ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ａ ｎ ｔ ｉ — — ｒ ｅ ｌ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｎｔ ａ ｉ ｒ ｅ ｌ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ．
中图分 类号 ： Ｔ Ｎ ４
文献 标识 码 ： Ａ
文章 编号 ： １ ０ ０ ２— ２ ２ ７ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６— ０ ０ １ ８一 Ｏ ２
Ｔｈ ｅ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ Ｕ ｌ ｔ ｒ ａ ｖ ｉ ｏ ｌ ｅ ｔ Ｅ０ Ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： Ｓ ｉ Ｃ； ＥＯ ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ； Ｗｉ ｄ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ ｇ ａ ｐ； Ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ａ ｂ ｓ ｏ ｒ ｐｔ ｉ ｏ ｎ
１ 引 言
紫外 光 电探测 器是 一种可 以将 紫外 光信号 转换 成 电信 号 、 利用 光 生 伏 特 效应 制 成 的器 件 。 由于工 作 在 紫外波段 ， 需要 考 虑紫外 光子 能量 高 、 吸 收系数 大 以及 探测 器易老 化 的特 点 ， 因此 紫外 探 测 器 的结 构 和应 用与 可见光 及红 外探 测器不 尽 相 同。紫外探 测器 可 以用 于臭 氧 探 测 、 污染 探 测 、 生物 药 剂 探测 、
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｄ ｅ ｓ ｃ ｉ ｒ ｂ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｈｅ ｔ ｕ ｌ ｔ ｒ ａ ｖ ｉ ｏ ｌ ｅ ｔ Ｅ Ｏ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ａ ｗ ｉ ｄ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ ｇ ａ ｐ
ＮＯ ． ６
Ｄｅ ｃ ．． ２ Ｏ１ ３
微
处
理
机
第 ６期
２ ０ １ ３年 ｌ ２月
ＭＩ ＣＲＯＰ ＲＯＣＥＳ Ｓ （ ｝ ＲＳ
紫外 光 电探 测 器研 制
吴会利 ， 刘 剑， 申 猛
（ 中 国电子科 技集 团公 司第 四十 七研 究所 ， 沈阳 １ １ ０ ０ ３ ２ ） 摘 要： 采用 宽 带 隙半导体 材 料 Ｓ ｉ Ｃ， 进 行 紫外光 电探 测器 的制备 。 基于机 械 性能和 化 学稳 定
（ Ｔ ｈ ｅ ４ ７ ｔ ｈ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆＣ ｈ ｉ ｎ ａ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ Ｃ ｏ ｒ ｐ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ １ １ ０ ０ ３ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ａ） ｎ
制工艺 。
２ 热 氧化 层 的 制备
Ｓ ｉ Ｃ和 ｓ ｉ 一样 ， 都是 能够 通 过 热 氧 化 的方 法 在 衬底表面生长一层热氧化层 的半导体材料 ， 这使得 Ｓ ｉ Ｃ比其他化合 物半 导体材料具有更好 的钝化层 。
火焰探测、 卫星内及卫星外通信 、 发光器件校准、 紫 外 成像 以及 太 阳紫 外 辐 射 监测 等 方 面 。近 几 年 来 ， 以宽带 隙材 料 为基底 制备 的紫外 探测 器获 得 了长足 发展， 这些 包 括 Ｓ ｉ Ｃ、 Ｇ ａ Ｎ、 Ａ Ｉ Ｎ、 Ｚ ｎ Ｏ、 Ｚ ｎ Ｓ ｅ 、 Ａ １ Ｇ ａ Ｎ等 宽禁带半导体。与早期的紫外光电倍增管和紫外增 强型 Ｓ ｉ 探 测器相 比 ， 宽 带 隙材 料紫 外 探测 器具 有 噪 声低 、 灵敏度高、 体积 小 、 结 构 简单 、 化 学 性 能稳 定 ， 不容易损坏等特点…。 目前 发展最 为成 熟 的宽带 隙 半 导体 材 料 是 Ｓ ｉ Ｃ
和Ｇ ａ Ｎ。它们 都具 有 很 宽 的 带 隙 （ Ｓ ｉ Ｃ为 ３ ． ２ ６ ｅ Ｖ， Ｇ ａ Ｎ为 ３ ． ３ ９ ｅ Ｖ ） ， 较高的熔 点和临界电场。基 于对 缺陷控 制和 工 艺 能 力 等 方 面 的考 虑 ， 我们 采 用 Ｓ ｉ Ｃ 作 为衬底 ， 以下 主要 讨 论 Ｓ ｉ Ｃ紫 外 探 测 器 的 生产 研
ｓ ｅ ｍ ｉ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ（ Ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏ ｎ ｃ ａ ｒ ｂ ｉ ｄ ｅ ） ．Ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎｉ ｒ ｎ ｇ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ
性考虑 ， 增透 抗反膜 的制备采 用 Ｓ ｉ Ｏ ： ＋Ａ １ ： ０ 工艺 ， 同时对其 表 面钝 化层 和增 透抗 反 膜工 艺进 行 了
研 究讨 论。
关键词 ： 碳 化硅 ； 光 电探 测器 ； 宽 带 隙； 抗 反射
Ｄ Ｏ Ｉ 编码 ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２— ２ ２ ７ ９ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ０ ０ ６
ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ，ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ｌ ａ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ Ｓ ｉ Ｏ ２＋Ａ１ ２ Ｏ３ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＡＲ ａ ｎ ｔ ｉ ｒ ｅ ｌ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｓ ｓ ｉ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ａ ｎ ｔ ｉ — — ｒ ｅ ｌ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｎｔ ａ ｉ ｒ ｅ ｌ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ．
中图分 类号 ： Ｔ Ｎ ４
文献 标识 码 ： Ａ
文章 编号 ： １ ０ ０ ２— ２ ２ ７ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６— ０ ０ １ ８一 Ｏ ２
Ｔｈ ｅ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ Ｕ ｌ ｔ ｒ ａ ｖ ｉ ｏ ｌ ｅ ｔ Ｅ０ Ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ
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１ 引 言
紫外 光 电探测 器是 一种可 以将 紫外 光信号 转换 成 电信 号 、 利用 光 生 伏 特 效应 制 成 的器 件 。 由于工 作 在 紫外波段 ， 需要 考 虑紫外 光子 能量 高 、 吸 收系数 大 以及 探测 器易老 化 的特 点 ， 因此 紫外 探 测 器 的结 构 和应 用与 可见光 及红 外探 测器不 尽 相 同。紫外探 测器 可 以用 于臭 氧 探 测 、 污染 探 测 、 生物 药 剂 探测 、
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｄ ｅ ｓ ｃ ｉ ｒ ｂ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｈｅ ｔ ｕ ｌ ｔ ｒ ａ ｖ ｉ ｏ ｌ ｅ ｔ Ｅ Ｏ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ａ ｗ ｉ ｄ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ ｇ ａ ｐ
ＮＯ ． ６
Ｄｅ ｃ ．． ２ Ｏ１ ３
微
处
理
机
第 ６期
２ ０ １ ３年 ｌ ２月
ＭＩ ＣＲＯＰ ＲＯＣＥＳ Ｓ （ ｝ ＲＳ
紫外 光 电探 测 器研 制
吴会利 ， 刘 剑， 申 猛
（ 中 国电子科 技集 团公 司第 四十 七研 究所 ， 沈阳 １ １ ０ ０ ３ ２ ） 摘 要： 采用 宽 带 隙半导体 材 料 Ｓ ｉ Ｃ， 进 行 紫外光 电探 测器 的制备 。 基于机 械 性能和 化 学稳 定