石墨烯多插层SiC光导微波器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯多插层碳化硅光导微波器件及其制备方法，解决了传统光导开关表面闪络击穿、衬底电流密度过大及寿命不足的技术问题。本发明专利技术衬底采用多层碳化硅和石墨烯交替堆叠设计，衬底内每两个碳化硅半绝缘材料层与石墨烯插层构成硅墨层，多个硅墨层叠层设置并在上表面外延碳化硅形成器件衬底。制备方法包括设计器件，清洗，氢气刻蚀，制备石墨烯插层，外延生长碳化硅，多叠层结构制备，制备欧姆接触电极。本发明专利技术结合碳化硅热裂解制备石墨烯与外延生长技术，省去了石墨烯转移的过程，优化电流分布集中于器件内部，减少表面闪络击穿，提升器件的载流和功率输出能力，提升器件的耐压和散热能力，用于高功率微波系统等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微电子，主要涉及光导微波器件，具体是一种石墨烯多插层sic光导微波器件及其制备方法，可作为高功率微波电子器件，广泛应用于光电子。

技术介绍

1、光导开关，全称为光电导半导体开关(photoconductive semiconductorswitches,pcss)，是一种利用激光脉冲触发光导半导体的固体开关。自1970年以来，随着光电技术和半导体材料的发展，光导开关逐渐展现出其独特的优势和广泛的应用前景。光导开关通过激光脉冲在半导体材料内部产生光生载流子(电子-空穴对)，从而改变材料的电导率，实现开关的导通与关断。其工作原理本质上是光照射到半导体材料上时，材料吸收光子能量并激发出光电子，形成电流。光导开关在脉冲功率技术，高功率微波系统，雷达探测系统，激光核聚变系统，高精度卫星定位和跟踪系统，电子对抗及电子战系统等方面均有应用前景。与传统的开关相比，光导开关具有响应速度快、触发抖动小、功率容量大、抗电磁干扰能力强、体积小、重量轻和易于集成等优势。

2、第三代半导体碳化硅(sic)具有宽禁带、载流子饱和漂移速度高(2×105m/s)、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种石墨烯多插层碳化硅光导微波器件，自下而上包括有衬底、金属电极，衬底的材料或包含有碳化硅材料、或包含有氮化镓材料、或包含有金刚石材料，其特征在于，所述衬底为包含有以硅墨层为基础的多叠层结构，硅墨层为以碳化硅半绝缘材料层为基底，在基底上表面热裂解制备生成石墨烯插层的复合层结构；多个硅墨层的复合结构的堆叠设置形成衬底的多叠层结构，衬底的多叠层结构中单个石墨烯插层夹于两个碳化硅半绝缘材料层之间；衬底的底部层与顶部层都为碳化硅半绝缘材料层；电极设置于衬底的顶层上表面。

2.根据权利要求1所述的石墨烯多插层碳化硅光导微波器件，其特征在于，衬底的厚度为0.3mm-1mm，衬底的边长...

【技术特征摘要】

1.一种石墨烯多插层碳化硅光导微波器件，自下而上包括有衬底、金属电极，衬底的材料或包含有碳化硅材料、或包含有氮化镓材料、或包含有金刚石材料，其特征在于，所述衬底为包含有以硅墨层为基础的多叠层结构，硅墨层为以碳化硅半绝缘材料层为基底，在基底上表面热裂解制备生成石墨烯插层的复合层结构；多个硅墨层的复合结构的堆叠设置形成衬底的多叠层结构，衬底的多叠层结构中单个石墨烯插层夹于两个碳化硅半绝缘材料层之间；衬底的底部层与顶部层都为碳化硅半绝缘材料层；电极设置于衬底的顶层上表面。

2.根据权利要求1所述的石墨烯多插层碳化硅光导微波器件，其特征在于，衬底的厚度为0.3mm-1mm，衬底的边长分别为5mm-10mm；每个硅墨层的厚度为100μm-200μm，边长分别为5mm-10mm。

3.根据权利要求1所述的石墨烯多插层碳化硅光导微波器件，其特征在于，所述衬底内每个硅墨层中碳化硅半绝缘材料层的厚度为50μm-100μm，边长分别为5mm-10mm；整个器件衬底内碳化硅半绝缘材料层数目为4-6个。

4.根据权利要求1所述的石墨烯多插层碳化硅光导微波器件，其特征在于，所述衬底内每个硅墨层中石墨烯插层的厚度为50μm-100μm...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆小力，王臻华，王晔，郎锦涛，王旭，陈恒亮，马晓华，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：