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宇宙空间的辐射环境由复杂的混合粒子构成,中子在宇宙空间粒子辐射中占有十分重要的地位。而碳化硅(SiC)作为第三代半导体,因其禁带宽度大,热导率高,电子饱和漂移速度快、临界击穿场强高及抗辐射能力强等优点,使其制备的核辐射探测器具有体积小、耐高温高压、可在大辐射通量环境下工作等特点。同时PIN器件因其灵敏区厚度大,使其可承受更大的辐射强度及更高的反向偏压。所以本文设计并制作了 4H-SiC的PIN结型器件,主要研究工作如下。本文所选择的SiC基底是在360μm低阻SiC单晶上外延了 20μm高阻SiC层的复合结构。采用蒸发溶剂法在高阻SiC外延层表面涂覆B2O3后,将样品在氧气氛围中,经过 650℃(30min)-1250℃(60min)-1450℃(30min)(以下简称 1250℃样品)及 650℃(30min)-1450℃(60min)-1450℃(30min)(以下简称1450℃样品)阶梯热处理。首先对B扩散掺杂后样品表面残留氧化硼去除进行研究。通过金相显微镜分析发现,化学清洗后基底表面仍有颗粒状残留物存在,机械抛光后表面残留物基本去除。其次对1250℃和1450℃样品的成分及形貌进行研究。利用EDS能谱分析了样品中B、C、Si的原子比,对于1250℃和1450℃样品,在扩散的B原子中,分别约有23.1%和25.7%的B用于SiC的掺杂,约有76.9%和74.3%的B以B4C的形式存在于样品表面;相较而言1450℃样品表面的局部氧化现象明显;利用范德堡法测量获得的电阻率计算出1250℃样品中扩散掺杂层的载流子浓度为1.041016cm-3。利用SEM观察样品表面发现,1450℃样品的表面状态发生较为明显的退化。最后在1250℃样品和1450℃样品的两面制备Al/Ti/Au欧姆电极,对器件的电学特性进行表征。为了对比说明,采用未经过硼扩散处理的样品制备了 Ni/Au肖特基型器件,通过Ⅰ-Ⅴ测试发现,肖特基器件的开启电压为1.4V;在-50V时,其漏电流密度为1.86× 10-10A/cm2,理想因子为1.19。对于1250℃样品所制备的器件,其开启电压为2.1V;在-50V时,漏电流密度为8.29×10-7A/cm2,理想因子为1.28。与未进行B扩散的肖特基器件的Ⅳ特性相比,器件的开启电压更接近于相应PIN器件的理论计算值,结合范德堡法测试结果,我们认为本实验实现了 P型SiC层的制备,进而制作出了碳化硅PIN型器件。对于1450℃样品制备的器件,其开启电压为1.25V;在-50V时,漏电流密度为7.87×10-4A/cm2,理想因子为2.04和8.84。与1250℃样品制备的器件相比,器件电学性能退化,这主要是由于在较高温度下长时间退火引入的过多缺陷所致。