【技术实现步骤摘要】
本公开涉及半导体器件，尤其涉及一种肖特基势垒二极管能量转换器及其制备方法。
技术介绍
1、同位素电池因其寿命长、可在极端环境下长时间保持正常工作等诸多优势，近年来获得了较为广泛的关注。能量转换器是同位素电池的重要组成部分，通常由pn结二极管、肖特基势垒二极管等整流器件构成。虽然人们对以碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体材料所构成的能量转换器的研究已取得了一定进展，但受限于载流子寿命、载流子扩散长度、器件的抗辐射能力等因素，能量转换器的性能仍需进一步的提高。
2、金刚石材料具有禁带宽度大(5.5ev)、载流子寿命高、载流子迁移率高、热导率高、强度大、化学性质稳定等诸多优点，且金刚石的抗辐射能力更强，因而是制备同位素电池能量转换器的理想材料。目前，由于稳定可靠的n型掺杂金刚石难以实现等原因，相对于金刚石pn结二极管，金刚石肖特基势垒二极管的制备更为简单。同时，与pn结二极管相比，肖特基势垒二极管的抗辐射能力更强。因此，金刚石肖特基势垒二极管作为能量转换器，在同位素电池的制备上具有很大的应用潜力。在当前的研究工作中，多采用重掺杂的p型金刚石作为衬底进行金刚石肖特基势垒二极管能量转换器的制备。受到p型金刚石衬底晶体质量等因素的影响，目前金刚石肖特基势垒二极管能量转换器的转换效率普遍偏低，故优化器件的制备方法，提高金刚石的晶体质量，同时提高肖特基势垒二极管能量转换器的转换效率具有重要意义。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、为解决现有技术中肖特基势垒二极管能量转
3、(二)技术方案
4、针对上述技术问题，本公开的实施例提出一种肖特基势垒二极管能量转换器的制备方法和一种肖特基势垒二极管能量转换器。
5、根据本公开的一方面，一种肖特基势垒二极管能量转换器的制备方法，其中，所述方法包括以下步骤：对衬底层进行离子注入，在所述衬底层内部形成损伤层，所述损伤层将所述衬底层间隔为第一衬底层和第二衬底层，所述第一衬底层位于离子注入经过区域；退火处理，使所述损伤层完全石墨化形成石墨层；在所述第一衬底层上外延生长非故意掺杂金刚石外延层；在所述非故意掺杂金刚石外延层上外延生长p型金刚石外延层；将所述第一衬底层、所述非故意掺杂金刚石外延层以及所述p型金刚石外延层整体剥离，得到包括所述第一衬底层、所述非故意掺杂金刚石外延层以及所述p型金刚石外延层的复合结构层；在所述复合结构层中的所述p型金刚石外延层一侧制备欧姆接触电极；以及在所述复合结构层中的所述第一衬底层一侧制备肖特基接触金属电极。
6、在一些示例性的实施例中，所述衬底层材料为非掺杂金刚石衬底。
7、在一些示例性的实施例中，所述第一衬底层的厚度小于1μm。
8、在一些示例性的实施例中，所述损伤层的厚度小于200nm。
9、在一些示例性的实施例中，所述在所述第一衬底层上外延生长非故意掺杂金刚石外延层，外延生长方法为微波等离子体化学气相沉积法。
10、在一些示例性的实施例中，所述非故意掺杂金刚石外延层的厚度小于20μm。
11、在一些示例性的实施例中，所述在所述非故意掺杂金刚石外延层上外延生长p型金刚石外延层，外延生长方法为微波等离子体化学气相沉积。
12、在一些示例性的实施例中，所述p型金刚石外延层的厚度小于500μm。
13、在一些示例性的实施例中，所述将所述第一衬底层、所述非故意掺杂金刚石外延层以及所述p型金刚石外延层整体剥离中，剥离方法为刻蚀所述损伤层。
14、在一些示例性的实施例中，所述肖特基接触金属电极的材料包括金、银和铂中的一种。
15、在一些示例性的实施例中，所述欧姆接触电极的电极结构包括钛/金电极结构和钛/铂/金电极结构中的一种。
16、根据本公开的另一方面，提供了一种肖特基势垒二极管能量转换器，所述肖特基势垒二极管能量转换器由如上述的任一项方法制备得到。
17、(三)有益效果
18、从上述技术方案可以看出，本公开提供的一种肖特基势垒二极管能量转换器的制备方法至少具有以下有益效果其中之一：
19、(1)采用质量较高的非掺杂的金刚石衬底进行肖特基势垒二极管主体结构的外延生长，确保了金刚石外延材料的晶体质量。
20、(2)采用先生长非掺杂金刚石层再生长p型金刚石层的生长顺序，由于非掺杂金刚石衬底的质量优于重掺杂的p型金刚石衬底，使用其作为外延衬底可使金刚石外延层的晶体质量得到一定的提高。
21、(3)晶体质量的提高使金刚石材料中的载流子寿命及载流子扩散长度得到有效提高，进而提高肖特基势垒二极管能量转换器的载流子收集效率，对于高转换效率的能量转换器的制备具有重要意义。
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1.一种肖特基势垒二极管能量转换器的制备方法，其中，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的肖特基势垒二极管能量转换器的制备方法，其中，所述衬底层材料为非掺杂金刚石衬底。
3.根据权利要求1或2所述的肖特基势垒二极管能量转换器的制备方法，其中，所述第一衬底层的厚度小于1μm。
4.根据权利要求1或2所述的肖特基势垒二极管能量转换器的制备方法，其中，所述损伤层的厚度小于200nm。
5.根据权利要求1或2所述的肖特基势垒二极管能量转换器的制备方法，其中，所述在所述第一衬底层上外延生长非故意掺杂金刚石外延层，外延生长方法为微波等离子体化学气相沉积法。
6.根据权利要求1或2所述的肖特基势垒二极管能量转换器的制备方法，其中，所述非故意掺杂金刚石外延层的厚度小于20μm。
7.根据权利要求1或2所述的肖特基势垒二极管能量转换器的制备方法，其中，所述在所述非故意掺杂金刚石外延层上外延生长p型金刚石外延层，外延生长方法为微波等离子体化学气相沉积，得到的所述p型金刚石外延层的厚度小于500μm。
8.根
9.根据权利要求1或2所述的肖特基势垒二极管能量转换器的制备方法，其中，所述肖特基接触金属电极的材料包括金、银和铂中的一种；和/或，
10.一种肖特基势垒二极管能量转换器，其中，所述肖特基势垒二极管能量转换器由如权利要求1-9任一项所述的方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种肖特基势垒二极管能量转换器的制备方法，其中，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的肖特基势垒二极管能量转换器的制备方法，其中，所述衬底层材料为非掺杂金刚石衬底。
3.根据权利要求1或2所述的肖特基势垒二极管能量转换器的制备方法，其中，所述第一衬底层的厚度小于1μm。
4.根据权利要求1或2所述的肖特基势垒二极管能量转换器的制备方法，其中，所述损伤层的厚度小于200nm。
5.根据权利要求1或2所述的肖特基势垒二极管能量转换器的制备方法，其中，所述在所述第一衬底层上外延生长非故意掺杂金刚石外延层，外延生长方法为微波等离子体化学气相沉积法。
6.根据权利要求1或2所述的肖特基势垒二极管能量转换器的制备方法，其中，所述非故意掺杂金刚石外延层的厚...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩煦，金鹏，王镇，曹繁秋，屈鹏霏，赵志伟，王占国，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：
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