一种具有栅电极表面场的平面PiN型β辐照电池及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有栅电极表面场的平面PiN型β辐照电池及制备方法，辐照电池包括PiN单元和位于PiN单元上的放射性同位素单元，PiN单元包括N型掺杂4H

【技术实现步骤摘要】
一种具有栅电极表面场的平面PiN型
β
辐照电池及制备方法


[0001]本专利技术属于微电子
，具体涉及一种具有栅电极表面场的平面PiN型β辐照电池及制备方法。

技术介绍

[0002]微型核电池或称放射性同位素电池具有体积小、重量轻便、使用寿命长、易于集成以及工作不受外界环境影响等诸多优点，可用来解决航天深空探测、人工心脏起搏器、便携式移动电子产品、植入式微系统等的长期供电问题，被认为是微机电(Micro
‑
Electro
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Mechanical System，简称MEMS)、传感器等微电力应用理想的长期能源之一。
[0003]β辐照电池是一种利用3H、
63
Ni和
147
Pm等放射性同位素发射的贝塔(β
‑
Particle)射线的辐射伏特效应输出电能的半导体同位素电池。1953年由Rappaport研究发现，利用同位素衰变所产生的β射线能在硅PN结内产生电子
‑
空穴对，并发生类似于光伏效应的载流子收集过程，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有栅电极表面场的平面PiN型β辐照电池，其特征在于，包括PiN单元和位于所述PiN单元上的放射性同位素单元，所述PiN单元包括N型掺杂4H
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SiC衬底(1)、N型掺杂4H
‑
SiC外延层(2)、P型离子注入区(3)、N型欧姆接触电极(4)、第一钝化层(5)、第二钝化层(6)、P型欧姆接触电极(7)和栅电极(9)，其中，所述N型欧姆接触电极(4)、所述N型掺杂4H
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SiC衬底(1)和所述N型掺杂4H
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SiC外延层(2)依次层叠，所述N型掺杂4H
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SiC外延层(2)的外周侧设置有隔离台面；所述P型离子注入区(3)位于所述N型掺杂4H
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SiC外延层(2)的表层中，形成分布式P型区；所述第一钝化层(5)位于所述N型掺杂4H
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SiC外延层(2)上且覆盖所述隔离台面的表面；所述第二钝化层(6)位于所述隔离台面处的所述第一钝化层(5)上；所述P型欧姆接触电极(7)位于所述P型离子注入区(3)上，且与所述第一钝化层(5)相间设置；所述栅电极(9)设置在所述第一钝化层(5)上，且与所述P型欧姆接触电极(7)交错分布；所述放射性同位素单元位于所述第一钝化层(5)、所述P型欧姆接触电极(7)和所述栅电极(9)的上方。2.根据权利要求1所述的具有栅电极表面场的平面PiN型β辐照电池，其特征在于，所述P型欧姆接触电极(7)包括若干第一纵向矩形条(71)和若干第一横向矩形条(72)，若干所述第一纵向矩形条(71)等间距分布，若干所述第一横向矩形条(72)并列分布且每条所述第一横向矩形条(72)均连接在所述第一纵向矩形条(71)的端部。3.根据权利要2所述的具有栅电极表面场的平面PiN型β辐照电池，其特征在于，所述第一纵向矩形条(71)的数量大于或等于5，所述第一横向矩形条(72)的数量大于或等于1；所述第一纵向矩形条(71)的宽度和所述第一横向矩形条(72)的宽度均为10μm～20μm，所述第一纵向矩形条(71)之间的间距为20～1000μm。4.根据权利要2所述的具有栅电极表面场的平面PiN型β辐照电池，其特征在于，所述栅电极(9)包括若干第二纵向矩形条(91)和若干第二横向矩形条(92)，若干所述第二纵向矩形条(91)等间距分布且与所述第一纵向矩形条(71)交错分布，若干所述第二横向矩形条(92)并列分布且每条所述第二横向矩形条(92)均连接在所述第二纵向矩形条(91)的端部。5.根据权利要4所述的具有栅电极表面场的平面PiN型β辐照电池，其特征在于，所述第二纵向矩形条(91)的数量大于或等于8，所述第二横向矩形条(92)的数量大于或等于1；所述第二纵向矩形条(91)的宽度和所述第二横向矩形条(92)的宽度均为10μm～20μm；相邻所述第二纵向矩形条(91)之间的间距满足：d≤2
×
L
S
其中，L
S
满足：L
S
为MOS结构耗尽层宽度，φ
ms
是电势表示的金半功函数差，Q
ox
是耗尽区电荷，C
ox
是栅电容，e是电子电量，N
d
...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩超，钱驰文，袁飞霞，郭辉，张玉明，袁昊，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：