具体技术细节
[0008] 本发明的目的在于避免上述已有技术的不足，提出基于碳化硅的指状肖特基接触式核电池及其制作方法，以减小入射粒子能量损失，提高能量转换效率。
[0009] 为实现上述目的，本发明提供的指状肖特基接触式微型核电池，自上而下依次包15 15 -3
括键合层、放射性同位素源层、肖特基接触层、掺杂浓度为1×10 ～5×10 cm 的n型低掺
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杂SiC外延层、掺杂浓度为5×10 ～5×10 cm 的n型高掺杂SiC衬底和欧姆接触电极，放射性同位素源层的周围是SiO2钝化层，其中，肖特基接触层为等间距指状结构，该指状结构由一条水平指条和m条垂直指条组成，m≥3，m条垂直指条位于水平指条的同一侧，放射性同位素源层覆盖在指状肖特基接触层垂直指条及垂直指条之间的低掺杂SiC外延层上，键合层位于指状肖特基接触层的水平指条上。
[0010] 所述的指状肖特基接触层半透明，厚度小于等于20nm。
[0011] 所述的垂直指条间距： 保证耗尽区能覆盖整个电池区域，其中，W为肖特基结耗尽区宽度，ε为碳化硅介电常数，e为电子电量，Vbi为内建电势差，Nd为低掺杂外延层掺杂浓度。
[0012] 所述的水平指条的宽度H为垂直指条宽度h的a倍，2≤a≤15；水平指条的长度L是垂直指条长度R的b倍，1≤b≤20。
[0013] 为实现上述目的，本发明提供的指状肖特基结式微型核电池的制作方法，包括如下步骤：
[0014] (1)在掺杂浓度为5×1017～5×1018cm-3的SiC高掺杂n型SiC衬底的外延面上15 15 -3
生长掺杂浓度为1×10 ～5×10 cm 低掺杂n型外延层；
[0015] (2)对所述的外延层进行干氧氧化，形成SiO2钝化层；
[0016] (3)用反应离子刻蚀法在衬底的背面刻蚀SiC层，电子束蒸发Ni/Cr/Au金属层，在1100±50℃温度下，氮气气氛中退火形成欧姆接触；
[0017] (4)在SiO2钝化层上涂胶，光刻制作阻挡层，用浓度为5％的HF酸腐蚀10秒开窗；
[0018] (5)在衬底正面涂胶，使用带指状结构形状的光刻板，光刻出指状图形，淀积半透明高势垒肖特基金属Ni或Pt或Au，通过超声波剥离形成由一条水平指条和至少3条垂直指条组成的指状肖特基接触层；
[0019] (6)在衬底正面涂胶，在肖特基接触层水平指条正上方光刻开窗，电子束蒸发Cr/Au，并通过超声波剥离形成键合层；
[0020] (7)在肖特基接触层的每个垂直指条及垂直指条之间的外延层上，镀上放射性同位素源Ni-63层。
[0021] 本发明与现有技术相比具有如下优点：
[0022] 1)本发明由于采用碳化硅基肖特基结结构，而不是p-n结或p-i-n结构，工艺简单，易于实现。
[0023] 2)本发明由于采用半透明的高势垒肖特基金属层，不仅提高了核电池开路电压而且有效的减少了金属层对低能入射粒子的阻挡，使核电池的能量转换效率明显提高。
[0024] 3)本发明采用指状肖特基接触而非全覆盖式肖特基接触，很大一部分入射粒子可以不穿过肖特基金属层，而是直接进入耗尽区，进一步提高了核电池的能量转换效率。
法律保护范围
涉及权利要求数量8：其中独权2项，从权-2项
1.一种基于碳化硅的指状肖特基接触式核电池，自上而下依次包括键合层(1)、放射
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性同位素源层(3)、肖特基接触层(2)、掺杂浓度为1×10 ～5×10 cm 的n型低掺杂SiC
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外延层(5)、掺杂浓度为5×10 ～5×10 cm 的n型高掺杂SiC衬底(6)和欧姆接触电极(7)，放射性同位素源层的周围是SiO2钝化层(4)，其特征在于，肖特基接触层(2)为等间距指状结构，该指状结构由一条水平指条和m条垂直指条组成，m≥3，垂直指条位于水平指条的同一侧，放射性同位素源层(3)覆盖在指状肖特基接触层垂直指条及垂直指条之间的低掺杂SiC外延层上，键合层(1)位于指状肖特基接触层的水平指条上。
2.根据权利要求1所述的核电池，其特征在于所述的垂直指条间距：
保证耗尽区能覆盖整个电池区域，其中，W为肖特基结耗尽区
宽度，ε为碳化硅介电常数，e为电子电量，Vbi为内建电势差，Nd为低掺杂外延层掺杂浓度。
3.根据权利要求1所述的核电池，其特征在于所述的水平指条的宽度H为垂直指条宽度h的a倍，2≤a≤15；水平指条的长度L是垂直指条长度R的b倍，1≤b≤20。
4.一种制作微型核电池的方法，包括如下步骤：
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(1)在掺杂浓度为5×10 ～5×10 cm 的SiC高掺杂n型SiC衬底的外延面上生长
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掺杂浓度为1×10 ～5×10 cm 低掺杂n型外延层；
(2)对所述的外延层进行干氧氧化，形成SiO2钝化层；
(3)用反应离子刻蚀法在衬底的背面刻蚀SiC层，电子束蒸发Ni/Cr/Au金属层，在
1100±50℃温度下，氮气气氛中退火形成欧姆接触；
(4)在SiO2钝化层上涂胶，光刻制作阻挡层，用浓度为5％的HF酸腐蚀10秒开窗；
(5)在衬底正面涂胶，使用带指状结构形状的光刻板，光刻出指状图形，淀积半透明高势垒肖特基金属Ni或Pt或Au，通过超声波剥离形成由一条水平指条和至少3条垂直指条组成的指状肖特基接触层；
(6)在衬底正面涂胶，在肖特基接触层水平指条正上方光刻开窗，电子束蒸发Cr/Au，并通过超声波剥离形成键合层；
(7)在肖特基接触层的每个垂直指条及垂直指条之间的外延层上，镀上放射性同位素源Ni-63层。
5.根据权利要求4所述的制作微型核电池的方法，其中步骤(3)所述的用反应离子刻蚀法在衬底的背面刻蚀SiC层，是将衬底背面的SiC刻蚀掉0.5μm。
6.根据权利要求4所述的制作微型核电池的方法，其中步骤(3)所述的电子束蒸发Ni/Cr/Au，其厚度分别为200nm/50nm/200nm。
7.根据权利要求4所述的制作微型核电池的方法，其中步骤(5)所述的半透明高势垒肖特基金属层的厚度小于等于20nm。
8.根据权利要求4所述的制作微型核电池的方法，其中步骤(7)所述的在外延层上镀上放射性同位素源Ni-63层，是通过电镀或化学镀或分子镀。
