专利名称：高耐压、低导通电阻的光电导开关及其制造方法
技术领域：
本发明涉及大功率半导体开关器件制备技术领域，具体来说，本发明涉及一种高耐压、低导通电阻的光电导开关及其制造方法。
背景技术：
开关是电力电子电路中必不可少的部件之一，而在大功率系统中开关的性质体现得尤为重要。所谓大功率系统，即须同时承受大的电压和电流。大的电压带给器件最直接的问题是强电场加速载流子引起的雪崩·击穿，而大电流下容易由于热效应产生热击穿。这两种失效形式是大功率开关器件所面临的难题。目前实际应用中的这种大功率开关为火花隙开关，即利用强场下气体击穿放电形成的放电通道来实现对大电压和大电流的导通。由于气体放电通道本身就是一种随机过程，因此该开关在稳定性方面存在着问题。此外，由于该开关由于涉及到密闭气体腔、触发装置和散热装置等使得开关系统十分庞大和复杂，进一步削弱了其工作的稳定性，不能很好的满足国防高精尖科技领域对高性能大功率开关的需求。
目前半导体开关由于具有较好的稳定性，小的体积以及容易集成等优势，而为大功率开关的研究人员关注。虽然半导体MSFET、MOSFET、IGBT等大功率开关器件的出现满足了部分领域的需求，但它们的耐压和电流尚有待提高，目前还不能满足如大功率脉冲功率电源，直流感应加速器，冲击雷达等领域的需求。而半导体光电导开关是潜在的很好的大功率应用领域的开关。第一个光电导开关原型在1974年由贝尔实验室的D. H. Auston制备，材料采用高阻Si JMSi禁带宽度小，临界击穿场强低，而且存在致命的热奔现象，不能得到高性能的开关；1976年,马里兰大学的Chi H. Lee制备了第一个GaAs光电导开关,随后GaAs 光电导开关便成为此领域研究的焦点。虽然GaAs具有迁移率高的优点，但其散热性较差， 临界击穿场强不够高，难以胜任大功率领域的应用。因此这些光电导开关都还处于实验室研究阶段。随着宽禁带半导体材料制备技术的日益成熟，人们把制备大功率光电导开关的目光放到了宽禁带半导体材料上来。SiC作为宽禁带半导体的代表具有较其他宽禁带半导体材料更为突出的优势——高的临界击穿场强和热导率，而这两点正是之前Si和GaAs材料制备光电导开关所无法解决的瓶颈问题。
根据SiC材料的特性，在近几年的研究中提出了一些SiC光电导开关的技术方案。 主要结构还是传统的同面型和异面正对型开关，其主要特点是两个电极间由半绝缘的SiC 材料隔离开，光激发两电极间的SiC使其产生大量的光生载流子，从而形成导通状态。开关的导通电阻主要由两电极间激发的SiC材料的电阻构成。较GaAs而言，SiC的迁移率要小很多，因此在同等结构条件下SiC开关的导通电阻要比GaAs大一些。开关一定的间距是对耐高压的保证，但开关的导通电阻又与间距成正比，因此维持开关的高耐压和低导通电阻存在矛盾。因此要充分发挥SiC材料的优势，必须减小开关的导通电阻。
因此，迫切需要一种具有新型结构的半导体光电导开关，在具有高耐压特性的同时，还具有较低的导通电阻。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高耐压、低导通电阻的光电导开关及其制造方法，使该光电导开关在具有高耐压特性的同时，还具有较低的导通电阻。
为解决上述技术问题，本发明提供一种高耐压、低导通电阻的光电导开关的制造方法，包括步骤
提供半绝缘衬底，在其上形成透明电极层；
在所述透明电极层上旋涂第一光刻胶层，经过曝光、显影和刻蚀，对所述透明电极层作图形化，在所述半绝缘衬底的左右两端分别形成透明电极；
去除所述第一光刻胶层；
在所述半绝缘衬底和所述透明电极上旋涂第二光刻胶层，经过曝光和显影，对所述第二光刻胶层作图形化，露出需要形成金属电极的区域；
在所述金属电极的区域形成所述金属电极，所述金属电极与所述透明电极分别相接触而与所述半绝缘衬底隔开；
去除所述第二光刻胶层，形成所述光电导开关。
可选地，在形成所述透明电极层之前还包括步骤
在所述半绝缘衬底上沉积绝缘介质层,所述绝缘介质层包围所述半绝缘衬底的边缘；
在所述绝缘介质层上旋涂第三光刻胶层，经过曝光、显影和刻蚀，对所述绝缘介质层作图形化，露出所述半绝缘衬底的中心区域和需要形成所述透明电极的区域。
可选地，在去除所述第二光刻胶层之后还包括步骤
在所述金属电极、所述透明电极和所述半绝缘衬底上沉积透明绝缘层；
采用光刻和刻蚀的方法对所述透明绝缘层作图形化，露出其所覆盖的所述金属电极的两侧边缘区域。
可选地，所述半绝缘衬底的电阻率范围为IO5 IO12 Ω cm。
可选地，所述半绝缘衬底的材料为金刚石、SiC或者GaAs。
可选地，所述半绝缘衬底的材料为4H、6H或者3C晶型的单晶SiC。
可选地，所述单晶SiC是通过高纯、非故意掺杂或者钒掺杂方式获得的。
可选地，所述透明电极层是通过外延或者溅射工艺形成在所述半绝缘衬底上的。
可选地，所述透明电极层的厚度范围为O.1 100 μ m。
可选地，所述透明电极的材料为ITO、IGZ0、Zn0、MgZn0、Sn0、AlZnO或者MgAlZnO。
可选地，所述金属电极是通过溅射或者蒸镀工艺形成的。
可选地，所述金属电极的材料为Ta、T1、W、Cr、Co、Zn、Al、Cu、Au金属单质或者其任意组合的合金。
可选地,所述绝缘介质层的材料为SiO2或者Si3N4。
可选地，所述透明绝缘层的材料包括紫外透明绝缘材料和可见光透明绝缘材料。
可选地，所述透明绝缘层的材料为Si02、Si3N4或者硅凝胶。
可选地,所述SiO2或者Si3N4绝缘介质层或者透明绝缘层是通过PECVD工艺沉积的。
相应地，为解决上述技术问题，本发明还提供一种高耐压、低导通电阻的光电导开关，包括
半绝缘衬底；
两个透明电极，分别位于所述半绝缘衬底上的左右两端；
两个金属电极，分别位于两个所述透明电极的上方并与其相接触，所述金属电极与所述半绝缘衬底隔开。
可选地，所述光电导开关还包括
绝缘介质层，位于所述半绝缘衬底的左右两端的边缘处并包围所述边缘,将包围所述绝缘介质层的所述金属电极与所述半绝缘衬底之间隔开。
可选地，所述光电导开关还包括
透明绝缘层，位于所述金属电极、所述透明电极和所述半绝缘衬底的中心区域上， 所述透明绝缘层露出所述金属电极的两侧边缘区域。
可选地，所述半绝缘衬底的电阻率范围为IO5 1012Qcm。
可选地，所述半绝缘衬底的材料为金刚石、SiC或者GaAs。
可选地，所述半绝缘衬底的材料为4H、6H或者3C晶型的单晶SiC。
可选地，所述透明电极层的厚度范围为O.1 100 μ m。
可选地，所述透明电极的材料为ITO、I GZ0、 Zn0、MgZn0、Sn0、AlZnO或者MgAlZnO。
可选地，所述金属电极的材料为Ta、T1、W、Cr、Co、Zn、Al、Cu、Au金属单质或者其任意组合的合金。
可选地，所述透明电极和/或金属电极的边缘为圆角结构。
可选地,所述绝缘介质层的材料为SiO2或者Si3N4。
可选地，所述透明绝缘层的材料包括紫外透明绝缘材料和可见光透明绝缘材料。
可选地,所述透明绝缘层的材料为Si02、Si3N4或者娃凝胶。
可选地，使所述光电导开关导通的激发光源为紫外光源、绿色光源或者红色光源。
可选地，所述紫外光源的波长范围为200nm 380nm，所述绿色光源的波长范围为 520nm 550nm,所述红色光源的波长范围为650nm llOOnm。
可选地，所述金属电极的面积小于所述透明电极的面积。
与现有技术相比，本发明具有以下优点
本发明的结构在暗态时外电压加于光电导开关的两个金属电极上，此时电场方向平行于开关表面，半绝缘衬底内部承受的电场强度交底，从而使其具有很好的耐压特性；而在导通时电流由金属电极流入透明电极，后由透明电极流入半绝缘衬底，在保证一定电极间距的情况下，大大增加了电流从金属电极流入半绝缘衬底的电流截面，降低了流经开关的电流密度，减小了开关中的场强集中，从而降低了光电导开关的导通电阻。
本发明还可以在半绝缘衬底的左右两端的边缘处有绝缘介质层，优化了光电导开关在断开和导通时的电场分布。
本发明还可以在金属电极、透明电极和半绝缘衬底的中心区域上设置透明绝缘层，进一步优化器耐压和导通特性。
本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中
图1为本发明一个实施例的高耐压、低导通电阻的光电导开关的制造方法的流程图2为本发明一个实施例的高耐压、低导通电阻的光电导开关的俯视结构和沿着 A-A’线的剖面结构示意图3为本发明另一个实施例的高耐压、低导通电阻的光电导开关的俯视结构和沿着B-B’线的剖面结构示意图4为本发明再一个实施例的高耐压、低导通电阻的光电导开关的俯视结构和沿着C-C’线的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述地其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。
图1为本发明一个实施例的高耐压、低导通电阻的光电导开关的制造方法的流程图。如图所示，该光电导开关的制造方法可以包括
执行步骤S101，提供半绝缘衬底，在其上形成透明电极层；
执行步骤S102，在透明电极层上旋涂第一光刻胶层，经过曝光、显影和刻蚀，对透明电极层作图形化，在半绝缘衬底的左右两端分别形成透明电极；
执行步骤S103，去除第一光刻胶层；
执行步骤S104，在半绝缘衬底和透明电极上旋涂第二光刻胶层，经过曝光和显影， 对第二光刻胶层作图形化，露出需要形成金属电极的区域；
执行步骤S105，在金属电极的区域形成金属电极，金属电极与透明电极分别相接触而与半绝缘衬底隔 开；
执行步骤S106，去除第二光刻胶层，形成光电导开关。
高耐压、低导通电阻的光电导开关的制造方法的实施例
下面详细描述本发明一个实施例的高耐压、低导通电阻的光电导开关的制造过程。
首先，提供半绝缘衬底，在其上形成透明电极层。其中，该半绝缘衬底的电阻率范围可以为IO5 IO12 Ω Cm。具体来说，该半绝缘衬底的材料可以为金刚石、SiC或者GaAs。 如果选用SiC材料作为半绝缘衬底的话，则其可以为4H、6H或者3C晶型的单晶SiC，可以通过高纯、非故意掺杂或者钒(V)掺杂方式获得。在本实施例中，选用钒掺杂的6H晶型的单晶SiC材料作为半绝缘衬底。
该半绝缘衬底先抛光至粗糙度小于lnm，之后经标准RCA工艺清洗后在压强为 Ibar氢气中1200°C退火3小时，以消除表面损伤层。然后放在浓度为10%的HF酸中浸泡 12小时，使用前采用纯水冲洗30分钟待用。
随后，可以采用外延设备或者磁控溅射设备在半绝缘衬底上均匀溅射一层厚度范围为O.1 100 μ m的透明电极层。该透明电极层的材料可以为ITO、IGZO、ZnO、MgZnO、SnO、 AlZnO 或者 MgAlZnO。
然后，在透明电极层上旋涂第一光刻胶层，采用相应的透明电极的掩模版经过曝光、显影和刻蚀，对透明电极层作图形化，使非透明电极的区域显现出来。接着放入浓度为 10%的FeCl3溶液中刻蚀30s，取出去离子水溢流lOmin，在半绝缘衬底的左右两端分别形成透明电极。然后去除残余的第一光刻胶层，去离子水溢流lOmin，氮气吹干，得到所需要的透明电极的图形。
接着，在半绝缘衬底和透明电极上旋涂第二光刻胶层，采用相应的金属电极的掩模版经过曝光和显影，对第二光刻胶层作图形化，露出需要形成金属电极的区域。
之后采用例如磁控溅射或者蒸镀设备在金属电极的区域形成金属电极，金属电极与透明电极分别相接触而与半绝缘衬底隔开。其中，该金属电极的材料可以为Ta、T1、W、Cr、 Co、Zn、Al、Cu、Au金属单质或者其任意组合的合金。
取出后去除第二光刻胶层，形成光电导开关。
当然，为了优化开关在断开和导通时的电场分布，对开关的金属电极形状进行改进，同时对透明电极的形状进行调整，并引入绝缘介质层。具体来说，在形成透明电极层之前可以还包括步骤
首先通过例如PECVD工艺在半绝缘衬底上沉积绝缘介质层，绝缘介质层包围半绝缘衬底的边缘。其中，该绝缘介质层的材料可以为SiO2或者Si3N4。
然后在绝缘介质层上旋涂第三光刻胶层，采用对应的掩模版经过曝光、显影和等离子体刻蚀，对绝缘介质层作图形化，露出半绝缘衬底的中心区域和需要形成透明电极的区域。
另外，为了进一步优化光电导开关的耐压和导通性质，对光电导开关的结构还可以作进一步的改进。具体来说，在去除第二光刻胶层之后还包括步骤
首先通过例如PECVD工艺在金属电极、透明电极和半绝缘衬底上沉积透明绝缘层。其中，该透明绝缘层的材料可以包括紫外透明绝缘材料和可见光透明绝缘材料，例如 SiO2、Si3N4或者硅凝胶。
然后采用光刻和等离子体刻蚀的方法对透明绝缘层作图形化，露出其所覆盖的金属电极的两侧边缘区域。
高耐压、低导通电阻的光电导开关的实施例
下面结合图2至图4详细描述本发明一个实施例的高耐压、低导通电阻的光电导开关的具体结构。
图2为本发明一个实施例的高耐压、低导通电阻的光电导开关的俯视结构和沿着 A-A’线的剖面结构示意图。如图2所示，该高耐压、低导通电阻的光电导开关可以包括半绝缘衬底101、两个透明电极102以及两个金属电极103。其中，两个透明电极102分别位于半绝缘衬底101上的左右两端，两个金属电极103分别位于两个透明电极102的上方并与其相接触，金属电极103与半绝缘衬底101隔开。
该光电导开关在激发光源104的激发下导通，激发光源104照射光电导开关表面， 使暴露的半绝缘衬底101区域得到激发，产生大量的光生载流子，金属电极103/透明电极 102/激发的半绝缘衬底101/透明电极102/金属电极103构成一个导通回路，实现光电导开关的导通。图中曲线箭头所示为电流的流向，在图的右侧，电流方向为金属电极103到透明电极102再到激发的半绝缘衬底101 ;在图的左侧，电流方向为激发的半绝缘衬底101到透明电极102再到金属电极103,构成一个导通回路。
其中，该半绝缘衬底101的电阻率范围可以为IO5 IO12 Ω cm。具体来说，该半绝缘衬底101的材料可以为金刚石、SiC或者GaAs。如果选用SiC材料作为半绝缘衬底的话， 则其可以为4H、6H或者3C晶型的单晶SiC，可以通过高纯、非故意掺杂或者钒(V)掺杂方式获得。在本实施例中，选用钒掺杂的6H晶型的单晶SiC材料作为半绝缘衬底。
此外，该透明电极102的厚度范围可以为O.1 100 μ m，该透明电极102的材料可以为IT0、IGZ0、Zn0、MgZn0、Sn0、AlZnO或者MgAlZnO。而该金属电极103的材料可以为 Ta、T1、W、Cr、Co、Zn、Al、Cu、Au金属单质或者其任意组合的合金。为了降低光电导开关内的场强集中，透明电极102和/或金属电极103的边缘可以做成圆角结构。金属电极103 可以设计成有各种不同的形状和分布，比如金属电极103的面积小于透明电极102的面积等，以使光电导开关具有合适的电场分布。
当然，为了优化开关在断开和导通时的电场分布，该光电导开关的结构还可以作一些改进。图3为本发明另一个实施例的高耐压、低导通电阻的光电导开关的俯视结构和沿着B-B’线的剖面结构示意图。如图3所示，光电导开关还可以包括绝缘介质层105。该绝缘介质层105位于半绝缘衬底101的左右两端的边缘处并包围边缘,将包围绝缘介质层 105的金属电极103与半绝缘衬底101之间隔开。
在本实施例中，该绝缘介质层105的材料可以为SiO2或者Si3N4。
另外，为了进一步优化光电导开关的耐压和导通性质，对光电导开关的结构还可以作进一步的改进。图4为本发明再一个实施例的高耐压、低导通电阻的光电导开关的俯视结构和沿着C-C’线的剖面结构示意图。如图4所示，该光电导开关还可以包括透明绝缘层106。该透明绝缘层106位于金属电极103、透明电极102和半绝缘衬底101的中心区域上，透明绝缘层106露出金属电极103的两侧边缘区域。
在本实施例中，该透明绝缘层106的材料可以包括紫外透明绝缘材料和可见光透明绝缘材料，例如SiO2、Si3N4或者硅凝胶。
使本实施例的光电导开关导通的激发光源一般可以为紫外光源、绿色光源或者红色光源。对此，不同的激发光源，其相应的波长范围也不同。例如，紫外光源的波长范围为 200nm 380nm,绿色光源的波长范围为520nm 550nm,红色光源的波长范围为650nm llOOnm。而在开关的上表面采用了透明绝缘材料后，就能够使得光能顺利穿透到半绝缘衬底101的表面，同时其绝缘性质能很好的起到电极间的绝缘保护作用。
综上所述，本发明的光电导开关的基本结构为金属电极/透明电极/半绝缘衬底。在半绝缘衬底上通过光刻制作出分开一定距离的电极图形，沉积好透明导电材后，通过剥离工艺得到一定形状的电极，采用相同的方法在透明电极层上制备出一定形状的金属电极。对于金属氧化物透明电极也可采用先整片沉积，然后通过光刻和刻蚀的方法获得所需的图形。
本发明的光电导开关的工作原理解释如下恒定高压加于光电导开关的两个电极上。在无光照时，半绝缘衬底处于绝缘态，使电极两端的电压隔离。该结构电场的方向平行于半绝缘层，在垂直于半绝缘层方向上的场强分量非常少，因此只要对半绝缘层表层做好绝缘防护，该结构将具有良好的耐压性质。此时开关中只有纳安甚至皮安级的漏电流通过， 开关处于断开状态。
当激发光源垂直半绝缘层面入射，仅需照射透明电极区时，透明电极下的半绝缘衬底中激发出大量的自由载流子，形成低阻值态，这时金属电极/透明电极/激发的半绝缘衬底层/透明电极/金属电极构成一个导通回路，实现开关的导通。电流从金属电极到透明电极，以及从透明电极至激发的半绝缘衬底，在不同材料界面处电流的截面都较大；而传统的同面型开关电流直接从金属电极流入激发的半绝缘衬底，电流在不同材料界面处的截面仅为一条线，增加了电流密度。因此本发明的这种新型的光电导开关结构较传统结构开关界面处电流密度降低，避免了界面处场强集中引起的击穿；增加了开关能承受的最大电流密度，降低了开关的导通电阻。
透明电极材料是本发明的核心部分之一。在没有透明电极的情况下，金属电极与半绝缘层直接接触，光照时电流仅从电极边缘的线通道进入电极，使该处电流密度和场强都很集中，降低了耐压值，增加了导通电阻。而采用透明电极就避免了上述问题，使半绝缘层与电极层之间有较大的面通道。
本发明的结构在暗态时外电压加于光电导开关的两个金属电极上，此时电场方向平行于开关表面，半绝缘衬底内部承受的电场强度较低，从而使其具有很好的耐压特性；而在导通时电流由金属电极流入透明电极，后由透明电极流入半绝缘衬底，在保证一定电极间距的情况下，大大增加了电流从金属电极流入半绝缘衬底的电流截面，降低了流经开关的电流密度，减小了开关中的场强集中，从而降低了光电导开关的导通电阻。
本发明还可以在半绝缘衬底的左右两端的边缘处有绝缘介质层，优化了光电导开关在断开和导通时的电场分布。
本发明还可以在金属电极、透明电极和半绝缘衬底的中心区域上设置透明绝缘层，进一步优化器耐压和导通特性。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰， 均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。
权利要求
1.一种高耐压、低导通电阻的光电导开关的制造方法，包括步骤 提供半绝缘衬底，在其上形成透明电极层； 在所述透明电极层上旋涂第一光刻胶层，经过曝光、显影和刻蚀，对所述透明电极层作图形化，在所述半绝缘衬底的左右两端分别形成透明电极； 去除所述第一光刻胶层； 在所述半绝缘衬底和所述透明电极上旋涂第二光刻胶层，经过曝光和显影，对所述第二光刻胶层作图形化，露出需要形成金属电极的区域； 在所述金属电极的区域形成所述金属电极，所述金属电极与所述透明电极分别相接触而与所述半绝缘衬底隔开； 去除所述第二光刻胶层，形成所述光电导开关。
2.根据权利要求1所述的光电导开关的制造方法，其特征在于，在形成所述透明电极层之前还包括步骤 在所述半绝缘衬底上沉积绝缘介质层，所述绝缘介质层包围所述半绝缘衬底的边缘； 在所述绝缘介质层上旋涂第三光刻胶层，经过曝光、显影和刻蚀，对所述绝缘介质层作图形化，露出所述半绝缘衬底的中心区域和需要形成所述透明电极的区域。
3.根据权利要求2所述的光电导开关的制造方法，其特征在于，在去除所述第二光刻胶层之后还包括步骤 在所述金属电极、所述透明电极和所述半绝缘衬底上沉积透明绝缘层； 采用光刻和刻蚀的方法对所述透明绝缘层作图形化，露出其所覆盖的所述金属电极的两侧边缘区域。
4.根据权利要求1所述的光电导开关的制造方法，其特征在于，所述半绝缘衬底的电阻率范围为IO5 IO12Qcm0
5.根据权利要求4所述的光电导开关的制造方法，其特征在于，所述半绝缘衬底的材料为金刚石、SiC或者GaAs。
6.根据权利要求5所述的光电导开关的制造方法，其特征在于，所述半绝缘衬底的材料为4H、6H或者3C晶型的单晶SiC。
7.根据权利要求6所述的光电导开关的制造方法，其特征在于，所述单晶SiC是通过高纯、非故意掺杂或者钒掺杂方式获得的。
8.根据权利要求1所述的光电导开关的制造方法，其特征在于，所述透明电极层是通过外延或者派射工艺形成在所述半绝缘衬底上的。
9.根据权利要求8所述的光电导开关的制造方法，其特征在于，所述透明电极层的厚度范围为O.1 100 μ m。
10.根据权利要求8或9所述的光电导开关的制造方法，其特征在于，所述透明电极的材料为 ITO、IGZO、ZnO, MgZnO, SnO, AlZnO 或者 MgAlZnO。
11.根据权利要求1所述的光电导开关的制造方法，其特征在于，所述金属电极是通过派射或者蒸镀工艺形成的。
12.根据权利要求11所述的光电导开关的制造方法，其特征在于，所述金属电极的材料为Ta、T1、W、Cr、Co、Zn、Al、Cu、Au金属单质或者其任意组合的合金。
13.根据权利要求2所述的光电导开关的制造方法，其特征在于，所述绝缘介质层的材料为SiO2或者Si3N4。
14.根据权利要求3所述的光电导开关的制造方法，其特征在于，所述透明绝缘层的材料包括紫外透明绝缘材料和可见光透明绝缘材料。
15.根据权利要求14所述的光电导开关的制造方法，其特征在于，所述透明绝缘层的材料为SiO2、Si3N4或者硅凝胶。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的光电导开关的制造方法，其特征在于，所述SiO2或者Si3N4绝缘介质层或者透明绝缘层是通过PECVD工艺沉积的。
17.一种高耐压、低导通电阻的光电导开关，包括 半绝缘衬底； 两个透明电极，分别位于所述半绝缘衬底上的左右两端； 两个金属电极，分别位于两个所述透明电极的上方并与其相接触，所述金属电极与所述半绝缘衬底隔开。
18.根据权利要求17所述的光电导开关，其特征在于，还包括 绝缘介质层，位于所述半绝缘衬底的左右两端的边缘处并包围所述边缘，将包围所述绝缘介质层的所述金属电极与所述半绝缘衬底之间隔开。
19.根据权利要求17或18所述的光电导开关，其特征在于，还包括 透明绝缘层，位于所述金属电极、所述透明电极和所述半绝缘衬底的中心区域上，所述透明绝缘层露出所述金属电极的两侧边缘区域。
20.根据权利要求17所述的光电导开关，其特征在于，所述半绝缘衬底的电阻率范围为 IO5 IO12 Ω cm。
21.根据权利要求20所述的光电导开关，其特征在于，所述半绝缘衬底的材料为金刚石、SiC或者GaAs。
22.根据权利要求21所述的光电导开关，其特征在于，所述半绝缘衬底的材料为4H、6H或者3C晶型的单晶SiC。
23.根据权利要求17所述的光电导开关，其特征在于，所述透明电极层的厚度范围为O.1 100 μ mD
24.根据权利要求23所述的光电导开关，其特征在于，所述透明电极的材料为ΙΤ0、IGZO、ZnO, MgZnO, SnO, AlZnO 或者 MgAlZnO。
25.根据权利要求17所述的光电导开关，其特征在于，所述金属电极的材料为Ta、T1、W、Cr、Co、Zn、Al、Cu、Au金属单质或者其任意组合的合金。
26.根据权利要求17或25所述的光电导开关，其特征在于，所述透明电极和/或金属电极的边缘为圆角结构。
27.根据权利要求18所述的光电导开关，其特征在于，所述绝缘介质层的材料为SiO2或者Si3N4。
28.根据权利要求19所述的光电导开关，其特征在于，所述透明绝缘层的材料包括紫外透明绝缘材料和可见光透明绝缘材料。
29.根据权利要求28所述的光电导开关，其特征在于，所述透明绝缘层的材料为Si02、Si3N4或者娃凝胶。
30.根据权利要求17所述的光电导开关，其特征在于，使所述光电导开关导通的激发光源为紫外光源、绿色光源或者红色光源。
31.根据权利要求30所述的光电导开关，其特征在于，所述紫外光源的波长范围为200nm 380nm，所述绿色光源的波长范围为520nm 550nm，所述红色光源的波长范围为650nm llOOnm。
32.根据权利要求17所述的光电导开关，其特征在于，所述金属电极的面积小于所述透明电极的面积。
全文摘要
本发明提供一种高耐压、低导通电阻的光电导开关的制造方法，包括步骤提供半绝缘衬底，在其上形成透明电极层；在透明电极层上旋涂光刻胶层，对透明电极层作图形化，在半绝缘衬底的左右两端分别形成透明电极；在半绝缘衬底和透明电极上旋涂第二光刻胶层，对第二光刻胶层作图形化，露出需要形成金属电极的区域；形成金属电极，其与透明电极分别相接触而与半绝缘衬底隔开；去除第二光刻胶层。相应地，本发明还提供一种高耐压、低导通电阻的光电导开关。本发明在保证一定电极间距的情况下，增加了开关的电流密度容量，减小了场强集中，从而使光电导开关在具有高耐压特性的同时，还具有较低的导通电阻。
文档编号H01L31/0216GK103022220SQ20111028111
公开日2013年4月3日 申请日期2011年9月21日 优先权日2011年9月21日
发明者黄维, 常少辉, 刘学超, 王乐星, 庄击勇, 陈辉, 施尔畏 申请人:中国科学院上海硅酸盐研究所, 上海硅酸盐研究所中试基地