本發(fā)明屬于微電子領(lǐng)域，有其涉及一種高功率光導(dǎo)開關(guān)，可用于高速大功率脈沖系統(tǒng)中。

技術(shù)背景

光導(dǎo)開關(guān)作為一種光控開關(guān)器件，在功率電路領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。光導(dǎo)開關(guān)利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)達(dá)到控制電路通斷的作用。一般光導(dǎo)開關(guān)所使用的材料為高阻半導(dǎo)體材料(高純半導(dǎo)體或者互補(bǔ)摻雜所制作的半絕緣材料)，當(dāng)光照射到材料時(shí)，材料內(nèi)部產(chǎn)生光生載流子，光生載流子在外部電壓的作用下漂移形成電流，表現(xiàn)在外電路上就是光導(dǎo)開關(guān)所等效的大電阻阻值降低，當(dāng)光波長(zhǎng)和功率達(dá)到閾值時(shí)光導(dǎo)開關(guān)的電阻值降到極低，此時(shí)光導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通。

與傳統(tǒng)的制備光導(dǎo)開關(guān)的Si和GaAs相比，SiC具有大的禁帶寬度，高臨界擊穿電場(chǎng)、高暗態(tài)電阻率、優(yōu)異的自然散熱性能以及超短的載流子壽命等優(yōu)點(diǎn)，使其成為制備大功率光導(dǎo)開關(guān)的理想材料。

由西安電子科技大學(xué)梁佳博等申請(qǐng)的專利“201510098787.4碳化硅嵌入式電極異面型光導(dǎo)開關(guān)及其制作方法”中提出一種新結(jié)構(gòu)光導(dǎo)開關(guān)，通過開孔、離子注入制作嵌入式電極，一定程度上增大了光導(dǎo)開關(guān)耐壓能力，減小了導(dǎo)通電阻。但是實(shí)際制作過程中，由于碳化硅襯底自身原因，光導(dǎo)開關(guān)邊緣受光處容易發(fā)生空氣擊穿，使光導(dǎo)開關(guān)難以工作在較高電壓條件下，另外入射光垂直于器件側(cè)壁射入不利于光子的吸收，從而導(dǎo)通速率慢，導(dǎo)通電阻大，使得需要開啟器件的光功率大，增加了開關(guān)損耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種高功率異面電極嵌入式臺(tái)面型光導(dǎo)開關(guān)及其制作方法，以降低開關(guān)損耗、提高導(dǎo)通速率與器件耐壓能力。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括：摻釩碳化硅襯底和一對(duì)歐姆接觸電極，其特征在于：

摻釩碳化硅襯底的一邊為45°±2°的斜邊，作為傾斜入射臺(tái)面；

摻釩碳化硅襯底的上表面和斜邊表面淀積有上氮化硅層，摻釩碳化硅襯底的下表面淀積下氮化硅層，用于減少入射光在表面的反射，同時(shí)增加器件的耐壓能力；

摻釩碳化硅襯底的上部開有上凹槽，摻釩碳化硅襯底的下部開有下凹槽，一對(duì)歐姆接觸電極分別嵌在這兩個(gè)凹槽中。

作為優(yōu)選，所述兩個(gè)凹槽，自表面上的氮化硅層到摻釩碳化硅襯底的深度均為3～5μm。

作為優(yōu)選，摻釩碳化硅襯底的形狀為圓柱體或長(zhǎng)方體。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明制作高功率異面電極嵌入式臺(tái)面型光導(dǎo)開關(guān)的方法，包括如下步驟：

1)對(duì)摻釩濃度為1×10¹⁶cm^-3～1×10¹⁷cm^-3的碳化硅襯底進(jìn)行清洗，去除表面污染物；

2)在清洗后的摻釩碳化硅襯底右側(cè)進(jìn)行倒角，形成45°±2°斜面，并對(duì)此斜面采用化學(xué)機(jī)械拋光CMP，使其形成粗糙度為Ra≤0.01的光滑入射臺(tái)面；

3)用磁控濺射方法在襯底上表面、入射臺(tái)面以及下表面濺射鋁膜作為干法刻蝕的掩膜層，再采用電感耦合等離子體刻蝕ICP法在襯底的上下表面分別刻蝕形成深度為3～5μm，底面直徑為8～12mm的圓柱形上凹槽和下凹槽；

4)采用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積PECVD的方法在刻槽后的摻釩碳化硅襯底樣品上表面、入射臺(tái)面以及下表面上淀積厚度為2μm的SiO₂作為離子注入的阻擋層；

5)在阻擋層上涂光刻膠，用光刻膠在涂膠后的SiO₂阻擋層上刻蝕出對(duì)應(yīng)凹槽位置的窗口圖案，并用HF酸溶液腐蝕掉窗口圖案位置下的阻擋層，阻擋層表面所開窗口即為離子注入的窗口，并去膠清洗；

6)在離子注入窗口的襯底上表面和下表面進(jìn)行三次磷離子注入，注入能量分別為150keV、80keV、30keV，注入的劑量分別為0.9×10¹⁵cm^-2，5.7×10¹⁵cm^-2，3.4×10¹⁵cm^-2，形成上、下表面摻雜濃度均為2×10²⁰cm^-2的樣片；

7)離子注入完成后腐蝕掉樣片表面剩余的SiO₂阻擋層，清洗樣片表面的殘留物；

8)在清洗殘留物后的樣片上表面、傾斜臺(tái)面以及下表面涂BN310負(fù)膠，將該樣片置于300℃～400℃溫度環(huán)境中加熱90分鐘進(jìn)行碳膜濺射；然后在1550℃～1750℃溫度范圍內(nèi)退火10分鐘，以在樣片表面形成厚度為150nm的良好歐姆接觸；再在900℃～1100℃溫度范圍內(nèi)干氧氧化15分鐘，以去除樣片上表面、傾斜臺(tái)面以及下表面的碳膜；

9)將去除碳膜的樣品在300℃～400℃范圍內(nèi)進(jìn)行等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積PECVD工藝，在樣片上表面、入射臺(tái)面以及下表面淀積70～80nm厚的氮化硅，作為減反層；

10)在氮化硅減反層上旋涂光刻膠，利用金屬層的掩膜版作刻蝕阻擋層；然后用熔融的NaOH溶液腐蝕10分鐘，將襯底的上凹槽和下凹槽對(duì)應(yīng)位置處的氮化硅減反層刻蝕掉，刻蝕出的凹槽窗口區(qū)域即為要做金屬電極的區(qū)域；

11)在開窗后的樣片上表面、入射臺(tái)面以及下表面涂膠，使用金屬層掩膜版光刻出金屬圖形；通過磁控濺射分別在樣片的兩個(gè)凹槽中淀積厚度為80～100nm的金屬Ni，在Ar氣環(huán)境中升溫至900℃～1100℃，退火10分鐘后冷卻至室溫；

12)在冷卻至室溫的樣片上表面、入射臺(tái)面和下表面涂膠，使用金屬層掩膜版光刻出金屬圖形，并通過磁控濺射法分別在兩個(gè)凹槽中淀積厚度為3～5μm的Au薄膜，通過超聲波剝離形成金屬電極，再在Ar氣環(huán)境中升溫至450℃～650℃，退火5分鐘后冷卻至室溫，完成整個(gè)器件的制作。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.通過采用氮化硅減反層代替致密氧化層和SiO₂鈍化層，只需一步工藝即可實(shí)現(xiàn)，減少了工藝步驟，降低了制造難度，并且氮化硅具有比SiO₂更高的介電常數(shù)，能有效提高較大脈沖輸入時(shí)器件的耐壓能力。

2.將碳化硅襯底單側(cè)倒角形成光滑臺(tái)面，并增加增反層，使入射光在器件內(nèi)形成全反射，提高了入射光光程，降低開啟光功率，有效降低開關(guān)損耗，同時(shí)避免了器件邊緣發(fā)生空氣擊穿，提高了器件的可靠性。

3.本發(fā)明選用了圓柱體或長(zhǎng)方體摻釩碳化硅襯底，能夠在襯底上表面和下表面制得一對(duì)圓柱形歐姆接觸電極，該形狀的歐姆接觸電極可以有效減少光導(dǎo)開關(guān)金屬電極與襯底邊緣的擊穿現(xiàn)象。

附圖說明

圖1是本發(fā)明采用圓柱體襯底或長(zhǎng)方體襯底的光導(dǎo)開關(guān)剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圓柱體襯底光導(dǎo)開關(guān)的俯視圖；

圖3是長(zhǎng)方體襯底光導(dǎo)開關(guān)的俯視圖；

圖4是本發(fā)明制作光導(dǎo)開關(guān)的工藝流程示意圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1、圖2和圖3，本發(fā)明的高功率異面電極嵌入式臺(tái)面型光導(dǎo)開關(guān)由摻釩碳化硅襯底1、傾斜入射臺(tái)面2、上凹槽3、下凹槽4、上歐姆接觸電極5、下歐姆接觸電極6、上氮化硅減反層7與下氮化硅減反層8組成。碳化硅襯底1是在碳化硅材料中摻入釩原子形成的，摻入的釩原子在碳化硅襯底1中既可以作為施主原子也可以作為受主原子。傾斜入射臺(tái)面2是在摻釩碳化硅襯底右側(cè)進(jìn)行倒角形成45°±2°的臺(tái)面，上氮化硅減反層7是在摻釩碳化硅襯底1上表面和傾斜入射臺(tái)面2上淀積形成的，下氮化硅減反層8是在摻釩碳化硅襯底1的下表面淀積形成的。上凹槽3是刻蝕在摻釩碳化硅襯底1的上表面，下凹槽4是刻蝕在摻釩碳化硅襯底1的下表面，上凹槽3與下凹槽4的深度均為3～5μm、底面直徑均為8～12mm。上歐姆接觸電極5和下歐姆接觸電極6分別嵌入在上凹槽3與下凹槽4中。上歐姆接觸電極5和下歐姆接觸電極6的底面直徑均為8～12mm，厚度n均為3～5μm。

當(dāng)入射光垂直照射到傾斜入射臺(tái)面2上時(shí)，由于光波導(dǎo)的原因，這種臺(tái)面可使入射光在器件內(nèi)形成全反射，提高了入射光的光程，增大了材料對(duì)光的吸收面積，從而可以產(chǎn)生更多的光生載流子，嵌入在兩個(gè)凹槽3,4的歐姆電極5,6將產(chǎn)生的光生載流子收集起來，以在器件內(nèi)形成大電流，該大電流在外電路中等效為開關(guān)導(dǎo)通。

參照?qǐng)D4，本發(fā)明的制作方法給出如下三種實(shí)施例：

實(shí)施例1，制作襯底形狀為圓柱體，臺(tái)面角度為45°，上凹槽和下凹槽深度均為3μm，上氮化硅減反層和下氮化硅減反層厚度均為70nm，上歐姆接觸電極和下歐姆接觸電極厚度均為80nm/3μm的嵌入式臺(tái)面型光導(dǎo)開關(guān)。

步驟1：對(duì)摻釩碳化硅圓柱體襯底進(jìn)行倒角形成臺(tái)面。

(1a)選用摻釩濃度為1×10¹⁶cm^-3～1×10¹⁷cm^-3的碳化硅圓柱體襯底，對(duì)其進(jìn)行清洗，去除表面污染物，清洗步驟為：將碳化硅圓柱體襯底放置在去離子水的超聲波中清洗15min后取出，再用去離子水反復(fù)清洗，將清洗后的碳化硅圓柱體襯底浸在NH₄OH：H₂O₂:H₂O＝1:2:5溶液中煮沸，浸泡15min，用去離子水反復(fù)進(jìn)行第二次清洗，將第二次清洗后的碳化硅圓柱體襯底浸入HCl：H₂O₂:H₂O＝1:2:8溶液中煮沸，浸泡15min，用去離子水反復(fù)進(jìn)行第三次清洗；

(1b)在清洗后的半絕緣碳化硅圓柱體襯底右側(cè)進(jìn)行倒角形成45°臺(tái)面，并對(duì)此斜面采用化學(xué)機(jī)械拋光CMP，使其形成粗糙度為Ra≤0.01的光滑入射臺(tái)面，如圖4a。

步驟2：對(duì)摻釩碳化硅圓柱體襯底上表面和下表面進(jìn)行刻蝕。

(2a)采用磁控濺射法在圓柱體襯底的上表面、入射臺(tái)面和下表面濺射鋁膜作為刻蝕掩膜層，使用光刻版在形成鋁膜的襯底上表面和下表面刻蝕出所需要的圖案；

(2b)將刻蝕出圖案的圓柱體襯底樣片清洗后采用電感耦合等離子刻蝕ICP法在其上表面和下表面分別進(jìn)行臺(tái)面刻蝕，以在上表面和下表面分別形成深度為3μm，底面直徑為8mm的圓柱形上凹槽與下凹槽，如圖4b。

步驟3：在形成上凹槽和下凹槽的圓柱體襯底樣片表面淀積SiO₂。

(3a)對(duì)形成上凹槽和下凹槽的圓柱體襯底樣片進(jìn)行清洗；

(3b)采用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積PECVD的方法在刻槽后的摻釩碳化硅圓柱體襯底樣品上表面、入射臺(tái)面以及下表面上淀積厚度為2μm的SiO₂作為離子注入的阻擋層，如圖4c。

步驟4：對(duì)樣片上表面和下表面分別進(jìn)行離子注入。

(4a)在SiO₂阻擋層上涂光刻膠，用光刻版在涂膠后的SiO₂阻擋層上刻蝕出對(duì)應(yīng)凹槽位置的窗口位置，并用濃度為5％的HF酸腐蝕掉窗口圖案下的阻擋層，阻擋層表面所開窗口區(qū)域即為離子注入的窗口，并去膠清洗；

(4b)在離子注入的窗口進(jìn)行三次磷離子注入，注入能量分別為150keV、80keV、30keV，注入的劑量分別為0.9×10¹⁵cm^-2，5.7×10¹⁵cm^-2，3.4×10¹⁵cm^-2，形成表面摻雜濃度為2×10²⁰cm^-2的樣片，如圖4d；

(4c)離子注入完成后腐蝕掉樣片上表面、入射臺(tái)面以及下表面剩余的SiO₂阻擋層，清洗樣片表面的殘留物；

(4d)在清洗殘留物后的樣片上表面、傾斜臺(tái)面以及下表面涂BN310負(fù)膠，再將該樣片置于300℃溫度環(huán)境中加熱90分鐘進(jìn)行碳膜濺射；

(4e)在1550℃溫度范圍內(nèi)退火10分鐘，以在樣片表面形成厚度為150nm的良好歐姆接觸；再在900℃溫度范圍內(nèi)干氧氧化15分鐘，以去除樣片上表面、傾斜臺(tái)面以及下表面的碳膜。

步驟5：在去除碳膜的樣片上表面、入射臺(tái)面和下表面上淀積氮化硅。

將去除碳膜的樣品進(jìn)行等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積，在樣片上表面、入射臺(tái)面以及下表面淀積形成70nm厚，折射率為2.0的氮化硅，其工藝參數(shù)為：襯底溫度300℃，硅烷與氨氣流量比為1:6，氣體總流量為4000sccm，工藝壓強(qiáng)為170Pa，淀積結(jié)果如圖4e。

步驟6：在氮化硅層對(duì)應(yīng)圓柱體襯底樣片凹槽的位置開窗。

(6a)在樣片上表面、入射臺(tái)面以及下表面的氮化硅減反層上旋涂光刻膠，利用金屬層的掩膜版作刻蝕阻擋層；

(6b)在反應(yīng)溫度為300℃的條件下，使用熔融的NaOH溶液腐蝕10分鐘，將樣片的上凹槽和下凹槽對(duì)應(yīng)位置處的氮化硅減反層刻蝕掉，形成的凹槽窗口區(qū)域即為要做金屬電極的區(qū)域，如圖4f。

步驟7：在樣片刻蝕槽內(nèi)濺射金屬Ni膜。

(7a)在開窗后的樣片上表面、入射臺(tái)面以及下表面涂膠，用金屬層掩膜版光刻出金屬圖形，并通過磁控濺射方法分別在樣片的上凹槽與下凹槽中淀積厚度為80nm的金屬Ni，如圖4g；

(7b)在Ar氣環(huán)境中升溫至900℃，退火10分鐘后冷卻至室溫。

步驟8：在Ni膜上濺射Au金屬合金。

(8a)在冷卻至室溫的樣片上表面、入射臺(tái)面以及下表面涂膠，使用金屬層掩膜版，光刻出金屬圖形，通過磁控濺射法分別在上凹槽與下凹槽內(nèi)的金屬Ni膜上淀積厚度為3μm的Au薄膜，通過超聲波剝離分別形成嵌入在上凹槽中厚度為80nm/3μm的Ni/Au金屬合金上歐姆接觸電極和嵌入在下凹槽中厚度為80nm/3μm的Ni/Au金屬合金下歐姆接觸電極，如圖4h；

(8b)在Ar氣環(huán)境中升溫至450℃，退火5分鐘后冷卻至室溫,完成高功率異面電極嵌入式臺(tái)面型光導(dǎo)開關(guān)的制作。

實(shí)施例2，制作襯底形狀為圓柱體，臺(tái)面角度為44°，上凹槽和下凹槽深度均為4μm，上氮化硅減反層和下氮化硅減反層厚度均為75nm，上歐姆接觸電極和下歐姆接觸電極厚度均為90nm/4μm的嵌入式臺(tái)面型光導(dǎo)開關(guān)。

步驟一：對(duì)摻釩碳化硅圓柱體襯底進(jìn)行倒角形成臺(tái)面。

首先，選用摻釩濃度為1×10¹⁶cm^-3～1×10¹⁷cm^-3的碳化硅圓柱體襯底，對(duì)其進(jìn)行清洗，去除表面污染物，清洗步驟為：將碳化硅圓柱體襯底放置在去離子水的超聲波中清洗15min后取出，再用去離子水反復(fù)清洗，將清洗后的碳化硅圓柱體襯底浸在NH₄OH：H₂O₂:H₂O＝1:2:5溶液中煮沸，浸泡15min，用去離子水反復(fù)進(jìn)行第二次清洗，將第二次清洗后的碳化硅圓柱體襯底浸入HCl：H₂O₂:H₂O＝1:2:8溶液中煮沸，浸泡15min，用去離子水反復(fù)進(jìn)行第三次清洗；

然后，在清洗后的半絕緣碳化硅圓柱體襯底右側(cè)進(jìn)行倒角形成44°臺(tái)面，并對(duì)此斜面采用化學(xué)機(jī)械拋光CMP，使其形成粗糙度為Ra≤0.01的光滑入射臺(tái)面，如圖4a。

步驟二：對(duì)摻釩碳化硅圓柱體襯底上表面和下表面進(jìn)行刻蝕。

首先，采用磁控濺射法在圓柱體襯底的上表面、入射臺(tái)面和下表面濺射鋁膜作為刻蝕掩膜層，使用光刻版在形成鋁膜的圓柱體襯底上表面和下表面刻蝕出所需要的圖案；

然后，將刻蝕出圖案的圓柱體襯底清洗后采用電感耦合等離子刻蝕ICP法在其上表面和下表面進(jìn)行臺(tái)面刻蝕，在上表面和下表面分別形成深度為4μm，底面直徑為10mm的圓柱形上凹槽與下凹槽，如圖4b。

步驟三：在形成上凹槽和下凹槽的圓柱體襯底樣片表面淀積SiO₂。

此步驟與實(shí)施例1的步驟3相同，如圖4c。

步驟四：對(duì)樣片上表面和下表面分別進(jìn)行離子注入。

在SiO₂阻擋層上涂光刻膠，用光刻版在涂膠后的SiO₂阻擋層上刻蝕出對(duì)應(yīng)凹槽位置的窗口位置，并用濃度為5％的HF酸腐蝕掉窗口圖案下的阻擋層，阻擋層表面所開窗口區(qū)域即為離子注入的窗口，并去膠清洗；

在離子注入的窗口進(jìn)行三次磷離子注入，注入能量分別為150keV、80keV、30keV，注入的劑量分別為0.9×10¹⁵cm^-2，5.7×10¹⁵cm^-2，3.4×10¹⁵cm^-2，形成表面摻雜濃度為2×10²⁰cm^-2的樣片，如圖4d；

離子注入完成后腐蝕掉樣片上表面、入射臺(tái)面以及下表面剩余的SiO₂阻擋層，清洗樣片表面的殘留物；

在清洗殘留物后的樣片上表面、傾斜臺(tái)面以及下表面涂BN310負(fù)膠，再將該樣片置于350℃溫度環(huán)境中加熱90分鐘進(jìn)行碳膜濺射；

在1650℃溫度范圍內(nèi)退火10分鐘，以在樣片表面形成厚度為150nm的良好歐姆接觸；再在1000℃溫度范圍內(nèi)干氧氧化15分鐘，以去除樣片上表面、傾斜臺(tái)面以及下表面的碳膜。

步驟五：在去除碳膜的樣片上表面、入射臺(tái)面和下表面上淀積氮化硅。

將去除碳膜的樣品進(jìn)行等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積，在樣片上表面、入射臺(tái)面以及下表面淀積形成75nm厚，折射率為2.0的氮化硅，其工藝參數(shù)為：襯底溫度350℃，硅烷與氨氣流量比為1:8，氣體總流量為4200sccm，工藝壓強(qiáng)為170Pa，淀積結(jié)果如圖4e。

步驟六：在氮化硅層對(duì)應(yīng)圓柱體襯底樣片凹槽的位置開窗。

首先，在樣片上表面、入射臺(tái)面以及下表面的氮化硅減反層上旋涂光刻膠，利用金屬層的掩膜版作刻蝕阻擋層；

然后，在反應(yīng)溫度為350℃的條件下，使用熔融的NaOH溶液腐蝕10分鐘，將樣片的上凹槽和下凹槽對(duì)應(yīng)位置處的氮化硅減反層刻蝕掉，形成的凹槽窗口區(qū)域即為要做金屬電極的區(qū)域，如圖4f。

步驟七：在樣片刻蝕槽內(nèi)濺射金屬Ni膜。

首先，在開窗后的樣片上表面、入射臺(tái)面以及下表面涂膠，使金屬層掩膜版光刻出金屬圖形，通過磁控濺射分別在樣片的上凹槽與下凹槽中淀積厚度為90nm的金屬Ni，如圖4g；

然后，在Ar氣環(huán)境中升溫至1000℃，退火10分鐘后冷卻至室溫。

步驟八：在Ni膜上濺射Au金屬合金。

首先，在冷卻至室溫的樣片上表面、入射臺(tái)面以及下表面涂膠，使用金屬層掩膜版，光刻出金屬圖形，通過磁控濺射法分別在上凹槽與下凹槽內(nèi)的金屬Ni膜上淀積厚度為4μm的Au薄膜，通過超聲波剝離分別形成嵌入在上凹槽中厚度為90nm/4μm的Ni/Au金屬合金上歐姆接觸電極和嵌入在下凹槽中厚度為90nm/4μm的Ni/Au金屬合金下歐姆接觸電極，如圖4h；

然后，在Ar氣環(huán)境中升溫至550℃，退火5分鐘后冷卻至室溫,完成高功率異面電極嵌入式臺(tái)面型光導(dǎo)開關(guān)的制作。

實(shí)施例3，制作襯底形狀為長(zhǎng)方體，臺(tái)面角度為46°，上凹槽和下凹槽深度均為5μm，上氮化硅減反層和下氮化硅減反層厚度均為80nm，上歐姆接觸電極和下歐姆接觸電極厚度均為100nm/5μm的嵌入式臺(tái)面型光導(dǎo)開關(guān)。

步驟A：對(duì)摻釩碳化硅長(zhǎng)方體襯底進(jìn)行倒角形成臺(tái)面。

(Aa)選用摻釩濃度為1×10¹⁶cm^-3～1×10¹⁷cm^-3的碳化硅長(zhǎng)方體襯底，對(duì)其進(jìn)行清洗，去除表面污染物，清洗步驟為：將碳化硅長(zhǎng)方體襯底放置在去離子水的超聲波中清洗15min后取出，再用去離子水反復(fù)清洗，將清洗后的碳化硅長(zhǎng)方體襯底浸在NH₄OH：H₂O₂:H₂O＝1:2:5溶液中煮沸，浸泡15min，用去離子水反復(fù)進(jìn)行第二次清洗，將第二次清洗后的碳化硅長(zhǎng)方體襯底浸入HCl：H₂O₂:H₂O＝1:2:8溶液中煮沸，浸泡15min，用去離子水反復(fù)進(jìn)行第三次清洗；

(Ab)在清洗后的半絕緣碳化硅長(zhǎng)方體襯底右側(cè)進(jìn)行倒角形成46°臺(tái)面，并對(duì)此斜面采用化學(xué)機(jī)械拋光CMP，使其形成粗糙度為Ra≤0.01的光滑入射臺(tái)面，如圖4a。

步驟B：對(duì)摻釩碳化硅長(zhǎng)方體襯底上表面和下表面進(jìn)行刻蝕。

(Ba)采用磁控濺射法在樣片的上表面、入射臺(tái)面和下表面濺射鋁膜作為刻蝕掩膜層，使用光刻版在形成鋁膜的樣片上表面和下表面刻蝕出所需要的圖案；

(Bb)將刻蝕出圖案的長(zhǎng)方體襯底樣片清洗后采用電感耦合等離子刻蝕ICP法在其上表面和下表面進(jìn)行臺(tái)面刻蝕，在上表面和下表面分別形成深度為5μm，底面直徑均為12mm的圓柱形上凹槽與下凹槽，如圖4b。

步驟C：在形成上凹槽和下凹槽的長(zhǎng)方體襯底樣片表面淀積SiO₂。

此步驟與實(shí)施例1的步驟3相同，如圖4c。

步驟D：對(duì)樣片上表面和下表面分別進(jìn)行離子注入。

(Da)在SiO₂阻擋層上涂光刻膠，用光刻版在涂膠后的SiO₂阻擋層上刻蝕出對(duì)應(yīng)凹槽位置的窗口位置，并用濃度為5％的HF酸腐蝕掉窗口圖案下的阻擋層，阻擋層表面所開窗口區(qū)域即為離子注入的窗口，并去膠清洗；

(Db)在離子注入的窗口進(jìn)行三次磷離子注入，注入能量分別為150keV、80keV、30keV，注入的劑量分別為0.9×10¹⁵cm^-2，5.7×10¹⁵cm^-2，3.4×10¹⁵cm^-2，形成表面摻雜濃度為2×10²⁰cm^-2的樣片，如圖4d；

(Dc)離子注入完成后腐蝕掉樣片上表面、入射臺(tái)面以及下表面剩余的SiO₂阻擋層，清洗樣片表面的殘留物；

(Dd)在清洗殘留物后的樣片上表面、傾斜臺(tái)面以及下表面涂BN310負(fù)膠，將該樣片置于400℃溫度環(huán)境中加熱90分鐘進(jìn)行碳膜濺射；

(De)在1750℃溫度范圍內(nèi)退火10分鐘，以在樣片表面形成厚度為150nm的良好歐姆接觸；再在1100℃溫度范圍內(nèi)干氧氧化15分鐘，以去除樣片上表面、傾斜臺(tái)面以及下表面的碳膜。

步驟E：在去除碳膜的樣片上表面、入射臺(tái)面和下表面上淀積氮化硅。

將去除碳膜的樣品進(jìn)行等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積，在樣片上表面、入射臺(tái)面以及下表面淀積形成80nm厚，折射率為2.1的氮化硅，其工藝參數(shù)為：襯底溫度400℃，硅烷與氨氣流量比為1:10，氣體總流量為4400sccm，工藝壓強(qiáng)為170Pa，淀積結(jié)果如圖4e。

步驟F：在氮化硅層對(duì)應(yīng)長(zhǎng)方體襯底樣片凹槽的位置開窗。

(Fa)在樣片上表面、入射臺(tái)面以及下表面的氮化硅減反層上旋涂光刻膠，利用金屬層的掩膜版作刻蝕阻擋層；

(Fb)在反應(yīng)溫度為400℃的條件下，使用熔融的NaOH溶液腐蝕10分鐘，將樣片的上凹槽和下凹槽對(duì)應(yīng)位置處的氮化硅減反層刻蝕掉，形成的凹槽窗口區(qū)域即為要做金屬電極的區(qū)域，如圖4f。

步驟G：在樣片刻蝕槽內(nèi)濺射金屬Ni膜。

(Ga)在開窗后的樣片上表面、入射臺(tái)面以及下表面涂膠，使金屬層掩膜版光刻出金屬圖形，通過磁控濺射分別在樣片的上凹槽與下凹槽中淀積厚度為100nm的金屬Ni，如圖4g；

(Gb)在Ar氣環(huán)境中升溫至1100℃，退火10分鐘后冷卻至室溫。

步驟H：在Ni膜上濺射Au金屬合金。

(Ha)在冷卻至室溫的樣片上表面、入射臺(tái)面以及下表面涂膠，使用金屬層掩膜版，光刻出金屬圖形，通過磁控濺射法分別在上凹槽與下凹槽內(nèi)的金屬Ni膜上淀積厚度為5μm的Au薄膜，通過超聲波剝離分別形成嵌入在上凹槽中厚度為100nm/5μm的Ni/Au金屬合金上歐姆接觸電極和嵌入在下凹槽中厚度為100nm/5μm的Ni/Au金屬合金下歐姆接觸電極，如圖4h；

(Hb)在Ar氣環(huán)境中升溫至650℃，退火5分鐘后冷卻至室溫,完成高功率異面電極嵌入式臺(tái)面型光導(dǎo)開關(guān)的制作。