The invention discloses a PM \u2011 147 silicon carbide slowly changing PN type isotope battery and a manufacturing method thereof. The structure of the isotope battery consists of n-type ohmic contact electrode, n-type high doping SiC substrate, n-type SiC epitaxial layer, n-type SiC epitaxial layer, p-type SiC epitaxial layer and p-type SiC ohmic contact doping layer. P-type ohmic contact electrode is arranged at the top center of p-type SiC ohmic contact doping area SiO is arranged in the area where the p-type ohmic contact electrode is removed at the top of the p-type SiC ohmic contact doping area
【技术实现步骤摘要】
一种Pm-147碳化硅缓变PN型同位素电池及其制作方法
本专利技术涉及半导体器件以及半导体工艺
,特别涉及一种Pm-147碳化硅缓变PN型同位素电池及其制作方法。
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。如果采用高能β放射源(如Pm-147,即钷-147,电子平均能量62keV),虽然可以在相同的辐照源活度下获得更高的电离能沉积,但由于粒子射程较深,给辐照生载流子的有效吸收带来了困难。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势高﹑漏电流小,理论上可以得到比硅基电池更高的开路电压和能量转换效率;同时,也具有在高温强辐射等恶劣环境下长期工作的能力。相比于SiC肖特基二极管,SiCPN或者PIN型二极管具有 ...
【技术保护点】
1.一种Pm-147碳化硅缓变PN型同位素电池,其特征在于:包括衬底(2),衬底(2)下方设置N型欧姆接触电极(1),衬底上部设置第一N型SiC外延层(3),N型SiC外延层(3)上部设置第二N型SiC外延层(4),第二N型SiC外延层(4)上部设置P型SiC外延层(5),P型SiC外延层(5)上部设置P型SiC欧姆接触掺杂层(6),在P型SiC欧姆接触掺杂层(6)的顶部中心处设有P型欧姆接触电极(7),在P型SiC欧姆接触掺杂层(6)的顶部除去P型欧姆接触电极(7)的区域设有SiO
【技术特征摘要】
1.一种Pm-147碳化硅缓变PN型同位素电池,其特征在于:包括衬底(2),衬底(2)下方设置N型欧姆接触电极(1),衬底上部设置第一N型SiC外延层(3),N型SiC外延层(3)上部设置第二N型SiC外延层(4),第二N型SiC外延层(4)上部设置P型SiC外延层(5),P型SiC外延层(5)上部设置P型SiC欧姆接触掺杂层(6),在P型SiC欧姆接触掺杂层(6)的顶部中心处设有P型欧姆接触电极(7),在P型SiC欧姆接触掺杂层(6)的顶部除去P型欧姆接触电极(7)的区域设有SiO2钝化层(8),在SiO2钝化层(8)的上方设有Pm-147放射性同位素源(9)。
2.根据权利要求1所述的一种Pm-147碳化硅缓变PN型同位素电池,其特征在于:P型SiC外延层(5)的掺杂浓度为1×1014cm-3~5×1015cm-3,厚度为3.5~1.0μm,掺杂浓度越高,厚度越薄。
3.根据权利要求1所述的一种Pm-147碳化硅缓变PN型同位素电池,其特征在于:第一N型SiC外延层(3)和第二N型SiC外延层(4)的总厚度为14~38μm;第一N型SiC外延层(3)的掺杂浓度高于第二N型SiC外延层(4)的掺杂浓度;第一N型SiC外延层(3)的厚度为7~10μm。
4.根据权利要求3所述的一种Pm-147碳化硅缓变PN型同位素电池,其特征在于:第一N型SiC外延层(3)的掺杂浓度为8×1015cm-3~5×1017cm-3;第二N型SiC外延层(4)的掺杂浓度为1×1014cm-3~8×1015cm-3;N型SiC外延层的浓度越高厚度越薄,N型SiC外延层的浓度越低厚度越厚。
5.根据权利要求1所述的一种Pm-147碳化硅缓变PN型同位素电池,其特征在于:SiO2钝化层(7)的厚度为10nm~55nm。
6.根据权利要求1所述的一种Pm-147碳化硅缓变PN型同位素...
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