本發(fā)明屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于Ga₂O₃/SiC異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電NPN晶體管及其制備方法。

背景技術(shù)：

20世紀(jì)50年代起PN結(jié)晶體管的發(fā)明奠定了電子技術(shù)和集成電路的基礎(chǔ)，PN結(jié)是在一塊半導(dǎo)體材料上通過(guò)摻雜做出導(dǎo)電類(lèi)型不同的兩部分，又稱(chēng)為同質(zhì)結(jié)；而之后發(fā)展的異質(zhì)結(jié)是把兩種不同的材料做成一個(gè)單晶的技術(shù)，兩種材料禁帶寬度及其他材料特性的不同使其具有一系列同質(zhì)結(jié)所沒(méi)有的特性，在器件設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)獨(dú)有的功能，尤其在光電領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，例如光電PNP晶體管用兩個(gè)異質(zhì)結(jié)PN結(jié)和NP結(jié)形成、光電探測(cè)器等。

目前光電晶體管種類(lèi)繁多，均為接收光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的晶體管，所以其接收、轉(zhuǎn)化的能力將決定了光電晶體管的器件性能。前者通過(guò)光吸收能力來(lái)判斷，后者通過(guò)光電晶體管的光電增益來(lái)判斷，目前光電晶體管的光吸收范圍因?yàn)椴牧咸匦约捌潇`敏度所以很難擴(kuò)大到深紫外區(qū)，此外隨著電子技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，對(duì)光電晶體管的增益要求越大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于Ga₂O₃/SiC異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電NPN晶體管及其制備方法。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種基于Ga₂O₃/SiC異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電NPN晶體管的制備方法，包括：

選取SiC襯底；

在所述SiC襯底表面生長(zhǎng)同質(zhì)外延層形成集電區(qū)；

在所述同質(zhì)外延層表面生長(zhǎng)異質(zhì)外延層并刻蝕形成基區(qū)；

在所述異質(zhì)外延層表面生長(zhǎng)β-Ga₂O₃材料并刻蝕形成發(fā)射區(qū)；

在所述集電區(qū)表面生長(zhǎng)第一金屬材料形成集電極；

在所述發(fā)射區(qū)表面生長(zhǎng)第二金屬材料形成發(fā)射極以最終形成所述光電NPN晶體管。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在所述SiC襯底表面生長(zhǎng)同質(zhì)外延層形成集電區(qū)，包括：

利用LPCVD工藝，在所述SiC襯底表面生長(zhǎng)摻雜Al元素的N型SiC材料以形成摻雜濃度為1×10¹⁵～9×10¹⁵cm^-3的所述集電區(qū)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在所述同質(zhì)外延層表面生長(zhǎng)異質(zhì)外延層并刻蝕形成基區(qū)，包括：

利用LPCVD工藝，在所述同質(zhì)外延層表面生長(zhǎng)摻雜Al元素的P型SiC材料以形成摻雜濃度為1×10¹⁷～9×10¹⁷cm^-3的所述異質(zhì)外延層；

采用第二掩膜板，采用CF₄和O₂作為刻蝕氣體，利用等離子刻蝕工藝刻蝕所述異質(zhì)外延層形成所述基區(qū)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在所述異質(zhì)外延層表面生長(zhǎng)β-Ga₂O₃材料并刻蝕形成發(fā)射區(qū)，包括：

利用分子束外延工藝，在所述異質(zhì)外延層表面生長(zhǎng)摻雜元素為Sn、Si或者Al，摻雜濃度為1×10¹⁸～9×10¹⁹cm^-3的N型β-Ga₂O₃材料；

采用第一掩膜板，采用BCl₃作為刻蝕氣體，利用等離子刻蝕工藝對(duì)所述N型β-Ga₂O₃材料進(jìn)行刻蝕形成所述發(fā)射區(qū)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在所述集電區(qū)表面生長(zhǎng)第一金屬材料形成集電極，包括：

采用第三掩膜版，利用磁控濺射工藝在所述集電區(qū)表面濺射N(xiāo)i材料；

在氮?dú)夂蜌鍤獾臍夥障?，利用快速熱退火工藝在所述同質(zhì)外延層表面與所述Ni材料表面形成歐姆接觸以完成所述集電極的制備。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在所述發(fā)射區(qū)表面生長(zhǎng)第二金屬材料形成發(fā)射極，包括：

采用第四掩膜版，利用磁控濺射工藝在所述發(fā)射區(qū)表面濺射Ti/Au疊層雙金屬材料；

在氮?dú)夂蜌鍤獾臍夥障拢每焖贌嵬嘶鸸に囋谒霭l(fā)射區(qū)表面與所述Ti/Au疊層雙金屬材料表面形成歐姆接觸以完成所述發(fā)射極的制備。

本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供了一種基于Ga₂O₃/SiC異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電NPN晶體管的制備方法，其中，包括：

選取半絕緣SiC襯底；

在所述半絕緣SiC襯底表面分別生長(zhǎng)N型同質(zhì)外延層和P型異質(zhì)外延層；

在所述P型異質(zhì)外延層表面生長(zhǎng)N型β-Ga₂O₃材料；

刻蝕所述N型β-Ga₂O₃材料形成發(fā)射區(qū)；

刻蝕所述P型異質(zhì)外延層形成基區(qū)，并在暴露出的所述N型同質(zhì)外延層表面部分位置處生長(zhǎng)第一金屬材料形成集電極；

在所述發(fā)射區(qū)表面生長(zhǎng)第二金屬材料形成發(fā)射極，最終形成所述Ga₂O₃/SiC異質(zhì)結(jié)光電NPN晶體管。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第二金屬材料為T(mén)i/Au疊層雙金屬材料。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在所述發(fā)射區(qū)表面生長(zhǎng)第二金屬材料形成發(fā)射極，包括：

采用第四掩膜版，以Ti材料作為靶材，以氬氣作為濺射氣體通入濺射腔體中，在工作功率為20～100W，在真空度為6×10^-4～1.3×10^-3Pa的條件下，在所述發(fā)射區(qū)表面濺射形成所述Ti材料；

采用所述第四掩膜版，以Au材料作為靶材，以氬氣作為濺射氣體通入濺射腔體中，在工作功率為20～100W，在真空度為6×10^-4～1.3×10^-3Pa的條件下，在所述Ti材料表面濺射Au材料形成所述Ti/Au疊層雙金屬材料；

在氮?dú)夂蜌鍤獾臍夥障?，利用快速熱退火工藝在所述發(fā)射區(qū)表面與所述Ti/Au疊層雙金屬材料表面之間形成歐姆接觸以完成所述發(fā)射極的制備。

本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例提供了一種基于Ga₂O₃/SiC異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電NPN晶體管，其中，所述基于Ga₂O₃/SiC異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電NPN晶體管由上述實(shí)施例中任一所述的方法制備形成。

基于β-Ga₂O₃材料和SiC材料均為寬禁帶半導(dǎo)體材料，其中前者禁帶寬度較大(4.7-4.9eV)，對(duì)日盲區(qū)的深紫外光的探測(cè)靈敏度極高，十分適合深紫外區(qū)的光電探測(cè)，本發(fā)明的NPN晶體管使用兩種不同的寬禁帶材料構(gòu)成異質(zhì)結(jié)，其禁帶寬度的不同及其材料特性使得本發(fā)明光電晶體管的光電增益大幅提高，提高光電晶體管將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的能力，從而進(jìn)一步提高SiC基光電晶體管的器件性能以及器件可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于Ga₂O₃/SiC異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電NPN晶體管的截面示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于Ga₂O₃/SiC異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電NPN晶體管的俯視示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于Ga₂O₃/SiC異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電NPN晶體管的制備方法流程示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種基于Ga₂O₃/SiC異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電NPN晶體管的制備方法流程示意圖；

圖5a-圖5h為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于Ga₂O₃/SiC異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電NPN晶體管的制備方法示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種第一掩膜版的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種第二掩膜版的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種第三掩膜版的結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種第四掩膜版的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例一

請(qǐng)參見(jiàn)圖1及圖2，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于Ga₂O₃/SiC異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電NPN晶體管的截面示意圖，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于Ga₂O₃/SiC異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電NPN晶體管的俯視示意圖。本發(fā)明的光電NPN晶體管包括：襯底1、N型同質(zhì)外延層2構(gòu)成的集電區(qū)、P型異質(zhì)外延層3構(gòu)成的基區(qū)、N型Ga₂O₃層4構(gòu)成的發(fā)射區(qū)以及發(fā)射極5和集電極6。

所述襯底1為N型的4H-SiC或6H-SiC材料的半絕緣襯底；所述N型同質(zhì)外延層為摻雜N元素的SiC，摻雜濃度10¹⁵cm^-3量級(jí)；所述異質(zhì)P型外延層為摻雜Al元素的SiC，摻雜濃度10¹⁷cm^-3量級(jí)；所述光吸收層為摻雜濃度在10¹⁸～10¹⁹cm^-3量級(jí)、摻雜元素為Sn、Zn或Al等元素的N型β-Ga₂O₃(-201)、N型β-Ga₂O₃(010)或N型β-Ga₂O₃(001)材料；所述發(fā)射電極為Au、Al、Ti、Sn、Ge、In、Ni、Co、Pt、W、Mo、Cr、Cu、Pb等金屬材料、包含這些金屬中2種以上合金或ITO等導(dǎo)電性化合物形成。另外，可以具有由不同的2種以上金屬構(gòu)成的2層結(jié)構(gòu)，例如Au/Ti疊層雙金屬材料。所述集電極為Au、Al、Ti、Sn、Ge、In、Ni、Co、Pt、W、Mo、Cr、Cu、Pb等金屬材料、包含這些金屬中2種以上合金或ITO等導(dǎo)電性化合物形成。另外，可以具有由不同的2種及以上金屬構(gòu)成的2層結(jié)構(gòu)，例如Au/Ti疊層雙金屬材料。

本發(fā)明實(shí)施例，通過(guò)采用Ga₂O₃作為寬帶隙發(fā)射區(qū)從而大幅提高發(fā)射極的注入效率，當(dāng)光電晶體管表面被光照時(shí)由于發(fā)射區(qū)比基區(qū)大的寬帶隙所以入射光在發(fā)射區(qū)很少被吸收而是透過(guò)發(fā)射區(qū)在基區(qū)和集電區(qū)被吸收而產(chǎn)生電子空穴對(duì)，降低了基區(qū)/集電區(qū)的勢(shì)壘高度，增大了發(fā)射區(qū)的電子注入和基區(qū)的電子傳輸，從而提高了注入效率。

請(qǐng)參見(jiàn)圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于Ga₂O₃/SiC異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電NPN晶體管的制備方法流程示意圖。該方法包括如下步驟：

步驟1、選取SiC襯底；

步驟2、在所述SiC襯底表面生長(zhǎng)同質(zhì)外延層形成集電區(qū)；

步驟3、在所述同質(zhì)外延層表面生長(zhǎng)異質(zhì)外延層并刻蝕形成基區(qū)；

步驟4、在所述異質(zhì)外延層表面生長(zhǎng)β-Ga₂O₃材料并刻蝕形成發(fā)射區(qū)；

步驟5、在所述集電區(qū)表面生長(zhǎng)第一金屬材料形成集電極；

步驟6、在所述發(fā)射區(qū)表面生長(zhǎng)第二金屬材料形成發(fā)射極以最終形成所述光電NPN晶體管。

其中，步驟2可以包括：

利用LPCVD工藝，在所述SiC襯底表面生長(zhǎng)摻雜N元素的SiC材料以形成摻雜濃度為10¹⁵cm^-3量級(jí)的N型所述集電區(qū)。

步驟3可以包括：

步驟31、利用LPCVD工藝，在所述同質(zhì)外延層表面生長(zhǎng)摻雜Al元素的P型SiC材料以形成摻雜濃度為10¹⁷量級(jí)的所述異質(zhì)外延層；

步驟32、采用第二掩膜板，采用CF₄和O₂作為刻蝕氣體，利用等離子刻蝕工藝刻蝕所述異質(zhì)外延層形成所述基區(qū)。

步驟4可以包括：

步驟41、利用分子束外延工藝，在所述異質(zhì)外延層表面生長(zhǎng)摻雜元素為Sn、Si或者Al，摻雜濃度為10¹⁸～10¹⁹cm^-3量級(jí)的N型β-Ga₂O₃材料；

步驟42、采用第一掩膜板，采用BCl₃作為刻蝕氣體，利用等離子刻蝕工藝對(duì)所述N型β-Ga₂O₃材料進(jìn)行刻蝕形成所述發(fā)射區(qū)。

步驟5可以包括：

步驟51、采用第三掩膜版，利用磁控濺射工藝在所述集電區(qū)表面濺射N(xiāo)i材料；

步驟52、在氮?dú)夂蜌鍤獾臍夥障?，利用快速熱退火工藝在所述同質(zhì)外延層表面與所述Ni材料表面處形成歐姆接觸以完成所述集電極的制備。

其中，步驟51可以包括：

濺射靶材選用質(zhì)量比純度>99.99％的Ni，以質(zhì)量百分比純度為99.999％的Ar作為濺射氣體通入濺射腔，濺射前，用高純氬氣對(duì)磁控濺射設(shè)備腔體進(jìn)行5分鐘清洗，然后抽真空。在真空度為6×10^-4～1.3×10^-3Pa、氬氣流量為20～30cm³/秒、靶材基距為10cm和工作功率為100W的條件下，制備集電極Ni，電極厚度例如為150nm～250nm。

步驟52可以包括：

在1000℃下氮?dú)饣驓鍤猸h(huán)境下快速熱退火3min。

步驟6可以包括：

步驟61、采用第四掩膜版，利用磁控濺射工藝在所述發(fā)射區(qū)表面濺射Ti/Au疊層雙金屬材料；

步驟62、在氮?dú)夂蜌鍤獾臍夥障拢每焖贌嵬嘶鸸に囋谒霭l(fā)射區(qū)表面與所述Ti/Au疊層雙金屬材料表面處形成歐姆接觸以完成所述發(fā)射極的制備。

其中，步驟61可以包括：

步驟611、濺射靶材選用質(zhì)量比純度>99.99％的Ti，以質(zhì)量百分比純度為99.999％的Ar作為濺射氣體通入濺射腔，濺射前，用高純氬氣對(duì)磁控濺射設(shè)備腔體進(jìn)行5分鐘清洗，然后抽真空。在真空度為6×10^-4～1.3×10^-3Pa、Ar流量為20～30cm³/秒、靶材基距為10cm和工作功率為20W～100W的條件下，制備柵電極Ti，電極厚度例如為20nm～30nm。

步驟612、濺射靶材選用質(zhì)量比純度>99.99％的Au，以質(zhì)量百分比純度為99.999％的Ar作為濺射氣體通入濺射腔，濺射前，用高純氬氣對(duì)磁控濺射設(shè)備腔體進(jìn)行5分鐘清洗，然后抽真空。在真空度為6×10^-4～1.3×10^-3Pa、氬氣流量為20～30cm³/秒、靶材基距為10cm和工作功率為20W～100W的條件下，制備柵電極Au，電極厚度例如為150nm～200nm。

步驟62可以包括：

在500℃下氮?dú)夂蜌鍤猸h(huán)境下進(jìn)行快速熱退火3min形成歐姆接觸。

需要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是，步驟5和步驟6中的發(fā)射極和集電極的工藝流程并不固定?？梢韵冗M(jìn)行發(fā)射極的制備，也可以先進(jìn)行集電極的制備，此處不做任何限制。

本實(shí)施例的光電NPN晶體管使用兩種不同的寬禁帶材料構(gòu)成異質(zhì)結(jié)，其禁帶寬度的不同及其材料特性使得本發(fā)明光電晶體管的光電增益大幅提高，提高光電晶體管將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的能力，從而進(jìn)一步提高SiC基光電晶體管的器件性能以及器件可靠性。此外Ga₂O₃材料本身具有日盲區(qū)深紫外光探測(cè)的光電特性及其透明導(dǎo)電特性決定了將Ga₂O₃材料應(yīng)用于本發(fā)明的光吸收層可有效地提高本發(fā)明器件的光吸收能力，對(duì)于日盲區(qū)深紫外光的探測(cè)更加準(zhǔn)確。

實(shí)施例二

請(qǐng)參見(jiàn)圖4，圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種基于Ga₂O₃/SiC異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電NPN晶體管的制備方法流程示意圖。該方法可以包括：

步驟1、選取半絕緣SiC襯底；

步驟2、在所述半絕緣SiC襯底表面分別生長(zhǎng)N型同質(zhì)外延層和P型異質(zhì)外延層；

步驟3、在所述P型異質(zhì)外延層表面生長(zhǎng)N型β-Ga₂O₃材料；

步驟4、刻蝕所述N型β-Ga₂O₃材料形成發(fā)射區(qū)；

步驟5、刻蝕所述P型異質(zhì)外延層形成基區(qū)，并在暴露出的所述N型同質(zhì)外延層表面部分位置處生長(zhǎng)第一金屬材料形成集電極；

步驟6、在所述發(fā)射區(qū)表面生長(zhǎng)第二金屬材料形成發(fā)射極，最終形成所述Ga₂O₃/SiC異質(zhì)結(jié)光電NPN晶體管。

對(duì)于步驟2，可以包括：

步驟21、利用LPCVD工藝，在所述SiC襯底表面生長(zhǎng)摻雜N元素的N型SiC材料以形成所述同質(zhì)外延層；

步驟22、利用LPCVD工藝，在所述同質(zhì)外延層表面生長(zhǎng)摻雜Al元素的P型SiC材料以形成所述異質(zhì)外延層。

對(duì)于步驟3，可以包括：

利用分子束外延工藝，在所述異質(zhì)外延層表面生長(zhǎng)摻雜元素為Sn、Si、Al等，摻雜濃度為10¹⁸～10¹⁹cm^-3量級(jí)的N型β-Ga₂O₃材料。

對(duì)于步驟4，可以包括：

采用第一掩膜板，采用BCl₃作為刻蝕氣體，利用等離子刻蝕工藝對(duì)所述N型β-Ga₂O₃材料進(jìn)行刻蝕形成所述發(fā)射區(qū)。

對(duì)于步驟5，可以包括：

步驟51、采用第二掩膜板，采用CF₄和O₂作為刻蝕氣體，利用等離子刻蝕工藝對(duì)所述P型異質(zhì)外延層進(jìn)行刻蝕形成所述基區(qū)；

步驟52、利用磁控濺射工藝在被刻蝕掉所述異質(zhì)外延層的所述N型同質(zhì)外延層表面濺射N(xiāo)i材料；

步驟53、在氮?dú)夂蜌鍤獾臍夥障?，利用快速熱退火工藝在所述N型同質(zhì)外延層表面與所述Ni材料表面處形成歐姆接觸以完成所述集電極的制備。

對(duì)于步驟6，可以包括：

步驟61、利用磁控濺射工藝在所述發(fā)射區(qū)表面濺射Ti材料和Au材料形成Ti/Au疊層雙金屬材料；

步驟62、在氮?dú)夂蜌鍤獾臍夥障?，利用快速熱退火工藝在所述發(fā)射區(qū)層表面與所述Ti/Au疊層雙金屬材料表面形成歐姆接觸以完成所述發(fā)射極的制備。

其中，步驟61，可以包括：

步驟611、采用第四掩膜版，以Ti材料作為靶材，以氬氣作為濺射氣體通入濺射腔體中，在工作功率為20～100W的條件下，在所述發(fā)射區(qū)表面濺射所述Ti材料；

步驟612、采用所述第四掩膜版，以Au材料作為靶材，以氬氣作為濺射氣體通入濺射腔體中，在工作功率為20～100W的條件下，在所述Ti材料表面濺射Au材料形成所述Ti/Au疊層雙金屬材料。

需要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是，步驟5和步驟6中的發(fā)射極和集電極的工藝流程并不固定。可以先進(jìn)行發(fā)射極的制備，也可以先進(jìn)行集電極的制備，此處不做任何限制。

本發(fā)明實(shí)施例，首次提出了關(guān)于Ga₂O₃材料的新型Ga₂O₃/SiC異質(zhì)結(jié)光電NPN晶體管的制備方法。

實(shí)施例三

請(qǐng)一并參見(jiàn)圖5a-圖5h及圖6至圖9，圖5a-圖5h為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于Ga₂O₃/SiC異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電NPN晶體管的制備方法示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種第一掩膜版的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種第二掩膜版的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種第三掩膜版的結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種第四掩膜版的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例在上述實(shí)施例二的基礎(chǔ)上，對(duì)本發(fā)明的光電NPN晶體管的制備方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明如下：

步驟1：請(qǐng)參見(jiàn)圖5a，準(zhǔn)備半絕緣SiC襯底1，厚度為350μm，對(duì)襯底進(jìn)行RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗。

步驟2：請(qǐng)參見(jiàn)圖5b，在步驟1所準(zhǔn)備的半絕緣SiC襯底1上通過(guò)LPCVD生成N型同質(zhì)外延層2，摻雜濃度在10¹⁵cm^-3量級(jí)，摻雜元素為N，厚度為2um；

步驟3：請(qǐng)參見(jiàn)圖5c，在步驟2所準(zhǔn)備的N型同質(zhì)外延層2上通過(guò)LPCVD形成P型異質(zhì)外延層3，摻雜濃度在10¹⁷cm^-3量級(jí)，摻雜元素為Al，厚度為0.3um；

步驟4：請(qǐng)參見(jiàn)圖5d，在步驟3所準(zhǔn)備的P型異質(zhì)外延層3上通過(guò)分子束外延法生長(zhǎng)β-Ga₂O₃層，摻雜濃度在10¹⁸-10¹⁹cm^-3量級(jí)，摻雜元素為Sn、Si、Al等元素，厚度為1um。

步驟5：請(qǐng)參見(jiàn)圖5e及圖6，在步驟4所準(zhǔn)備的β-Ga₂O₃層4上使用第一掩膜版，通過(guò)等離子刻蝕形成光吸收層，刻蝕氣體為BCl₃；

步驟6：請(qǐng)參見(jiàn)圖5f及圖7，在步驟3所準(zhǔn)備的P型異質(zhì)外延層3上使用第二掩膜版，通過(guò)等離子刻蝕形成P型異質(zhì)外延層3，刻蝕氣體為CF₄和O₂；

步驟7：請(qǐng)參見(jiàn)圖5g及,8，在步驟2所準(zhǔn)備的N型同質(zhì)外延層上表面使用第三掩膜版，通過(guò)磁控濺射生長(zhǎng)集電極Ni材料。

其中，濺射靶材選用質(zhì)量比純度>99.99％的Ni，以質(zhì)量百分比純度為99.999％的Ar作為濺射氣體通入濺射腔，濺射前，用高純氬氣對(duì)磁控濺射設(shè)備腔體進(jìn)行5分鐘清洗，然后抽真空。在真空度為6×10^-4～1.3×10^-3Pa、氬氣流量為20～30cm³/秒、靶材基距為10cm和工作功率為100W的條件下，制備集電極Ni，電極厚度為150nm～250nm，之后在1000℃下氮?dú)饣驓鍤猸h(huán)境下快速熱退火3min。

發(fā)射電極的金屬可選Au、Al、Ti等不同元素及其組成的2層結(jié)構(gòu)，集電極可選用Al\Ti\Ni\Ag\Pt等金屬替代。其中Au\Ag\Pt化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；Al\Ti\Ni成本低。

步驟8：請(qǐng)參見(jiàn)圖5h及圖9，在步驟5所準(zhǔn)備的光吸收層上使用第四掩膜版，通過(guò)磁控濺射生長(zhǎng)發(fā)射電極Ti/Au。

其中，濺射靶材選用質(zhì)量比純度>99.99％的Ti，以質(zhì)量百分比純度為99.999％的Ar作為濺射氣體通入濺射腔，濺射前，用高純氬氣對(duì)磁控濺射設(shè)備腔體進(jìn)行5分鐘清洗，然后抽真空。在真空度為6×10^-4～1.3×10^-3Pa、氬氣流量為20～30cm³/秒、靶材基距為10cm和工作功率為20W～100W的條件下，制備柵電極鈦，電極厚度為20nm～30nm。

濺射靶材選用質(zhì)量比純度>99.99％的Au，以質(zhì)量百分比純度為99.999％的Ar作為濺射氣體通入濺射腔，濺射前，用高純氬氣對(duì)磁控濺射設(shè)備腔體進(jìn)行5分鐘清洗，然后抽真空。在真空度為6×10^-4～1.3×10^-3Pa、氬氣流量為20～30cm³/秒、靶材基距為10cm和工作功率為20W～100W的條件下，制備柵電極金，電極厚度為150nm～200nm，之后在500℃下氮?dú)夂蜌鍤猸h(huán)境下進(jìn)行快速熱退火3min形成歐姆接觸。

發(fā)射電極的金屬可選Au、Al、Ti等不同元素及其組成的2層結(jié)構(gòu)，集電極可選用Al\Ti\Ni\Ag\Pt等金屬替代。其中Au\Ag\Pt化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；Al\Ti\Ni成本低。

需要強(qiáng)調(diào)的是，上述實(shí)施例中，掩膜版可以為光刻掩膜版。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。