日盲紫外光电探测器及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114171634A(43)申请公布日2022.03.11(21)申请号202111470865.0H01L31/0224(2006.01)(22)申请日2021.12.03H01L31/18(2006.01)(71)申请人中国科学院长春光学精密机械与物理研究所地址130033吉林省长春市经济技术开发区东南湖大路3888号(72)发明人陈一仁张志伟周星宇孙晓娟黎大兵缪国庆蒋红宋航(74)专利代理机构长春中科长光知识产权代理事务所(普通合伙)22218代理人高一明(51)Int.Cl.H01L31/109(2006.01)C30B25/18(2006.01)C30B29/40(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称日盲紫外光电探测器及其制备方法(57)摘要本发明提供一种日盲紫外光电探测器及其制备方法，日盲紫外光电探测器包括从下至上依次设置的基底、缓冲层、多周期薄膜层、金属叉指电极；多周期薄膜层至少为双层结构，多周期薄膜层的各层由GaN、AlxGa1‑xN和AlN中的任意两种或三种材料依次叠加构成。本发明提供的日盲紫外光电探测器及其制备方法，通过设置具有折射率差异的多层结构的多周期薄膜层，通过控制多周期薄膜层厚度、周期数实现可选择的对特定波段辐射的反射率增强，实现双波段日盲紫外光电探测的新思路，解决单一光学带隙半导体材料无法实现双波段探测的问题。CN114171634ACN114171634A权利要求书1/2页1.一种日盲紫外光电探测器，包括从下至上依次设置的基底、缓冲层、多周期薄膜层、金属叉指电极；其特征在于，所述多周期薄膜层至少为双层结构，所述多周期薄膜层的各层由GaN、AlxGa1‑xN和AlN中的任意两种或三种材料依次叠加构成；其中，0<x<1。2.根据权利要求1所述的日盲紫外光电探测器，其特征在于，所述多周期薄膜层的周期数为10‑100个。3.根据权利要求2所述的日盲紫外光电探测器，其特征在于，所述多周期薄膜层的每个周期中所述各层的厚度为10‑50nm，所述各层的厚度与所述各层的折射率满足以下公式：λ/4＝nt；其中，λ表示反射增强的中心波长；t表示所述各层的厚度；n表示所述各层的折射率。4.根据权利要求1所述的日盲紫外光电探测器，其特征在于，所述缓冲层为AlN薄膜，厚度为500nm‑1000nm。5.根据权利要求4所述的日盲紫外光电探测器，其特征在于，所述基底的材料为蓝宝石、硅或者碳化硅中的任意一种。6.根据权利要求1所述的日盲紫外光电探测器，其特征在于，所述金属叉指电极为Ni和Au的双层电极。7.根据权利要求6所述的日盲紫外光电探测器，其特征在于，所述金属叉指电极的宽度为5‑10μm，长度为50‑200μm，电极间距为5‑10μm，对数为5‑100对。8.根据权利要求1‑7任一项所述的日盲紫外光电探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在所述基底上外延生长所述缓冲层；S2、在所述缓冲层上生长所述多周期薄膜层，控制所述多周期薄膜层的厚度满足以下公式：λ/4＝nt；S3、在所述多周期薄膜层上制备所述金属叉指电极；S4、在所述金属叉指电极上按压铟粒，制备完成具有MSM结构的日盲紫外光电探测器。9.根据权利要求8所述的日盲紫外光电探测器的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中：所述缓冲层的制备方法是两步法或改进的两步法；采用所述两步法的制备步骤为：在所述基底上经低温AlN成核层生长与高温AlN外延层生长，所述低温AlN成核层的生长温度为880℃‑950℃，Ⅴ/Ⅲ比为1500‑2000，反应压强为40‑50mbar，厚度为30‑50nm；所述高温AlN外延层的生长温度为1250℃‑1350℃，Ⅴ/Ⅲ比为200‑300，反应压强为40‑50mbar，厚度为500‑1000nm。采用所述改进的两步法的制备步骤为：在所述基底上经低温AlN成核层生长、中温AlN过渡层生长和高温AlN外延层生长，所述低温AlN成核层的生长温度为880℃‑950℃，Ⅴ/Ⅲ比为1500‑2000，反应压强为40‑50mbar，厚度为30‑50nm；所述高温AlN外延层的生长温度为1250℃‑1350℃，Ⅴ/Ⅲ比为200‑300，反应压强为40‑50mbar，厚度为500‑1000nm；所述高温AlN外延层生长期间插入一层所述中温AlN过渡层，所述中温AlN过渡层生长温度为1000℃‑1050℃，Ⅴ/Ⅲ比为700‑1000，反应压强为40‑50mbar，厚度为30‑60nm。10.根据权利要求8所述的日盲紫外光电探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤S22CN114171634A权利要求书2/2页具体为：生长的所述多周期薄膜层的材料为AlxGa1