The invention discloses an H \u2011 3 silicon carbide PN type isotope battery and a manufacturing method thereof. The structure of the isotope battery comprises an n-type ohmic contact electrode, an n-type high doping SiC substrate, an n-type SiC epitaxial layer, a p-type SiC epitaxial layer. A p-type SiC ohmic contact doping layer is arranged in part of the upper area of the p-type SiC epitaxial layer, and a p-type ohmic contact doping layer is arranged on the top of the p-type SiC ohmic contact doping layer The electric shock electrode has SiO in the upper part of the p-type SiC epitaxial layer except for the p-type ohmic contact doping area
【技术实现步骤摘要】
一种H-3碳化硅PN型同位素电池及其制造方法
本专利技术属于半导体器件以及半导体工艺
,特别涉及一种H-3碳化硅PN型同位素电池及其制造方法。
技术介绍
同位素电池是一种采用放射性同位素衰变产生的带电粒子在半导体器件中产生的辐射伏特效应将核放射能转换成电能的一种能量转换装置。在诸多类型的微型能源中,同位素电池由于具有可靠性高、易集成、抗干扰性强等优点,被视为MEMS系统最理想的长期能源。高的输出功率是微型核电池可以广泛实用的前提,但由于同位素源的自吸收效应及成本等原因,微型核电池难以通过提升辐照源活度的方法来提升输出功率。为了获得足够高且长期稳定的输出功率以加快推进其实用,需要从换能元件和放射源两个方面同时进行优化设计。在放射源方面,目前大都采用低能β放射源(如63Ni,粒子平均能量17.3KeV)作为能量源,其电子通量密度较低;同时由于放射源的自吸收效应,单纯的靠提高放射源的强度来提升输出功率的意义有限。因此,提升能量转换效率是目前研究的重点。在诸多的同位素源中,H-3(氚,3H)的半衰期长(12.3年)、比活度高,同时易于获得、价格低廉,被视为微型核电池最理想的能源之一。H-3发射的电子能量较低(5.7keV),在半导体材料中的射程浅(低于2μm),电离能容易被充分收集,但同时也导致其性能更容易受换能元件表面结构和表面复合等因素的影响。图1是H-3在SiC材料中产生的电离能分布。以SiC、GaN为代表的宽禁带半导体材料,具有禁带宽度大﹑抗辐射能力强等优点,用其制成的同位素电池换能元件的内建电 ...
【技术保护点】
1.一种H-3碳化硅PN型同位素电池,其特征在于,包括N型导通型SiC衬底(1)、N型SiC外延层(2)、P型SiC外延层(3)、SiO
【技术特征摘要】
1.一种H-3碳化硅PN型同位素电池,其特征在于,包括N型导通型SiC衬底(1)、N型SiC外延层(2)、P型SiC外延层(3)、SiO2钝化层(4)、P型SiC欧姆接触掺杂区(5)、P型欧姆接触电极(6)、N型欧姆接触电极(7)和H-3放射性同位素源(8);衬底(1)下方设置N型欧姆接触电极(7),衬底上部设置N型SiC外延层(2),N型SiC外延层(2)上部设置P型SiC外延层(3),P型SiC欧姆接触掺杂区(5)和SiO2钝化层(4)相邻设置在P型SiC外延层(3)的上表面,在P型SiC欧姆接触掺杂区(5)的正上方设置P型欧姆接触电极(6),在SiO2钝化层(4)的正上方设置H-3放射性同位素源(8)。
2.根据权利要求1所述的一种H-3碳化硅PN型同位素电池,其特征在于,N型SiC外延层(2)和P型SiC外延层(3)的总厚度为0.8μm~2.0μm。
3.根据权利要求1所述的一种H-3碳化硅PN型同位素电池,其特征在于,P型SiC外延层(3)的厚度为0.05μm~0.20μm。
4.根据权利要求3所述的一种H-3碳化硅PN型同位素电池,其特征在于,P型SiC外延层(3)的掺杂浓度为1×1014cm-3~1×1017cm-3。
5.根据权利要求2所述的一种H-3碳化硅PN型同位素电池,其特征在于,N型SiC外延层(2)的掺杂浓度为1×1017cm-3~1×1018cm-3。
6.根据权利要求1所述的一种H-3碳化硅PN型同位素电池,其特征在于,P型SiC欧姆接触掺杂区(5)的掺杂浓度为5×1018cm-3~2×1019cm-3;厚度为0.20μm~0.50μm。
7.根据权利要求1所述的一种H-3碳化硅PN型同位素电池,其特征在于,SiO2钝化层(4)的厚度为5nm~20nm。
8.一...
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