一种AlGaN单极载流子日盲紫外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CN111446332A(43)申请公布日2020.07.24(21)申请号202010305301.0(22)申请日2020.04.17(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)发明人黎大兵蒋科孙晓娟陈洋贾玉萍臧行(74)专利代理机构深圳市科进知识产权代理事务所(普通合伙)44316代理人曹卫良(51)Int.Cl.H01L31/18(2006.01)H01L31/105(2006.01)H01L31/0304(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种AlGaN单极载流子日盲紫外探测器及其制备方法(57)摘要本发明提供的AlGaN单极载流子日盲紫外探测器，基于AlGaN极化效应，利用p-AlxGa1-xN/i-AlyGa1-yN/n-AlxGa1-xN(0.45＝<x<y)的双异质结作为探测器的主要结构，充分利用由n型AlGaN指向p型AlGaN的极化内建电场增强i型吸收区的电场强度，增强载流子吸收分离效率；同时，利用p-AlxGa1-xN/i-AlyGa1-yN异质结的价带带阶有效限制空穴进入吸收区与电子复合，提高载流子寿命；与此同时，在器件制备时设计结构，令光生空穴难以参与到光电导中，实现电子单极导电，从而获得高响应速度和高增益电流。CN111446332ACN111446332A权利要求书1/1页1.一种AlGaN单极载流子日盲紫外探测器的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：提供一氮化物材料生长的衬底；在所述衬底上生长AlN模板；在所述AlN模板上生长n-AlxGa1-xN，x>＝0.45；在所述n-AlxGa1-xN上生长i-AlyGa1-yN，y>x；在所述i-AlyGa1-yN上生长p-AlxGa1-xN；在所述p-AlxGa1-xN上生长p-GaN；在上述步骤完成后形成的晶圆上刻蚀探测器光敏台面；在所述光敏台面刻蚀环形沟道，并刻蚀至i-AlyGa1-yN层；在具有所述环形沟道的光敏台面上刻蚀环形沟道包围的p-GaN层，并刻蚀至p-AlxGa1-xN层；在经过刻蚀的光敏台面周围镀n电极，并快速热退火；在将周围镀有n电极的光敏台面的环形沟道外侧p-GaN层上镀p电极，并快速热退火。2.如权利要求1所述的AlGaN单极载流子日盲紫外探测器的制备方法，其特征在于，在提供一氮化物材料生长的衬底的步骤中，所述氮化物材料生长衬底选择蓝宝石或AlN。3.如权利要求1所述的AlGaN单极载流子日盲紫外探测器的制备方法，其特征在于，在所述AlN模板上生长n-AlxGa1-xN，x>＝0.45的步骤中，所述n-AlxGa1-xN的厚度为300nm，组分为0.45，掺杂浓度>5e18cm-3。4.如权利要求1所述的AlGaN单极载流子日盲紫外探测器的制备方法，其特征在于，在所述n-AlxGa1-xN上生长i-AlyGa1-yN，y>x的步骤中，所述i-AlyGa1-yN的厚度为200～300nm，组分为0.6，非故意掺杂。5.如权利要求1所述的AlGaN单极载流子日盲紫外探测器的制备方法，其特征在于，在所述i-AlyGa1-yN上生长p-AlxGa1-xN的步骤中，所述p-AlxGa1-xN的厚度为10～50nm，组分为0.45，掺杂浓度为>2e18cm-3。6.如权利要求1所述的AlGaN单极载流子日盲紫外探测器的制备方法，其特征在于，在所述p-AlxGa1-xN上生长p-GaN的步骤中，所述p-GaN的厚度为50～150nm，掺杂浓度>5e18cm-3。7.如权利要求1所述的AlGaN单极载流子日盲紫外探测器的制备方法，其特征在于，在经过刻蚀的光敏台面周围镀n电极，并快速热退火的步骤中，所述n电极选择Ti/Al/Ni/Au。8.如权利要求1所述的AlGaN单极载流子日盲紫外探测器的制备方法，其特征在于，在将周围镀有n电极的光敏台面的环形沟道外侧p-GaN层上镀p电极，并快速热退火的步骤中，所述p电极选择Ni/Au。9.一种AlGaN单极载流子日盲紫外探测器，其特征在于，由权利要求1至8任一项所述的制备方法制备得到。2CN111446332A说明书1/4页一种AlGaN单极载流子日盲紫外探测器及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种AlGaN单极载流子日盲紫外探测器。背景技术[0002]波长处于200nm～280nm的太阳辐射极少能到达地球表面，因而在军事及民用领域日盲紫外探测都有着非常重要的应用。AlGaN材料的禁带宽度在3.4eV至6.2eV连续可调，对应的波长在200nm至365nm，是AlGaN单极载流子日盲紫外探测