一种AlGaN基日盲紫外雪崩异质结光电晶体管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CN107863413A(43)申请公布日2018.03.30(21)申请号201711063163.4(22)申请日2017.11.02(71)申请人中山大学地址510275广东省广州市新港西路135号(72)发明人江灏欧杨辉邱新嘉(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人陈伟斌(51)Int.Cl.H01L31/11(2006.01)H01L31/18(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种AlGaN基日盲紫外雪崩异质结光电晶体管探测器及其制备方法(57)摘要本发明涉及半导体紫外光电探测器的技术领域，更具体地，涉及一种AlGaN基日盲紫外雪崩异质结光电晶体管探测器及其制备方法。一种AlGaN基日盲紫外雪崩异质结光电晶体管探测器，其中，包括衬底，利用金属有机化学气相沉积外延外生长法（或分子束外延生长法），依次在衬底上生长的非故意掺杂低温AlN缓冲层，非故意掺杂高温AlN缓冲层，非故意掺杂AlmGa1-mN窗口层，n型AlmGa1-mN层，n型AlnGa1-nN组分缓变层，非故意掺杂AlaGa1-aN吸收倍增层，非故意掺杂AlbGa1-bN吸收倍增层，非故意掺杂AlcGa1-cN吸收倍增层,Mg掺杂p型AlxGa1-xN层，非故意掺杂AlxGa1-xN层,n型AlyGa1-yN组分缓变层和n型AlzGa1-zN层，以及最后利用器件工艺沉积得到的n型欧姆接触电极。CN107863413ACN107863413A权利要求书1/2页1.一种AlGaN基日盲紫外雪崩异质结光电晶体管探测器，其特征在于，包括衬底（1），利用外延生长法，依次在衬底（1）上生长的非故意掺杂低温AlN缓冲层（2），非故意掺杂高温AlN缓冲层（3），非故意掺杂AlmGa1-mN窗口层（4），n型AlmGa1-mN层（5），n型AlnGa1-nN组分缓变层（6），非故意掺杂AlaGa1-aN吸收倍增层（7），非故意掺杂AlbGa1-bN吸收倍增层（8），非故意掺杂AlcGa1-cN吸收倍增层（9）,Mg掺杂p型AlxGa1-xN层（10），非故意掺杂AlxGa1-xN层（11）,n型AlyGa1-yN组分缓变层（12）和n型AlzGa1-zN层（13），以及最后利用器件工艺沉积得到的n型欧姆接触电极（14）。2.根据权利要求1所述的AlGaN基日盲紫外雪崩异质结光电晶体管探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在n型AlzGa1-zN层（13）上旋涂一层光刻胶，采用配有器件图形的光刻版，光刻显影后暴露出需要刻蚀的部分n型AlzGa1-zN层（13），其余未显影的光刻胶层作为一次掩膜；步骤2：使用干法刻蚀技术，刻蚀暴露出的AlGaN外延层，刻蚀深度至n型AlmGa1-mN层（5），形成台阶结构；步骤3：对干法刻蚀后的晶片进行纯氮气氛围保护下的快速热退火处理及湿法处理，恢复干法刻蚀形成的表面损伤；步骤4：利用真空蒸镀技术分别在n型AlzGa1-zN层（13）和n型AlmGa1-mN层（5）的台面边缘处蒸镀由金属层组合的环形金属接触；步骤5：对环形金属组合层进行合金化处理，形成n型欧姆接触电极（14）；步骤6：利用有机溶液、去离子水清洗器件表面，其后采用等离子增强化学气相沉积法或低压力化学气相沉积法在器件表面镀制氧化硅或氮化物钝化薄膜，保护除金属电极之外的器件表面。3.根据权利要求2所述的一种AlGaN基日盲紫外雪崩异质结光电晶体管探测器的制备方法，其特征在于：所述的衬底材料（1）为蓝宝石、AlN或其他宽禁带材料衬底，其禁带宽度需能允许日盲紫外光入射通过。4.根据权利要求2所述的一种AlGaN基日盲紫外雪崩异质结光电晶体管探测器的制备方法，其特征在于：所述的非故意掺杂低温AlN缓冲层（2）的厚度为10-100nm；所述非故意掺杂高温AlN缓冲层（3）的厚度为0.2-2.0μm；AlN缓冲层用于缓解晶格和热膨胀系数失配，降低材料生长的缺陷、应力和位错密度，从而保证其上的AlGaN外延层具有良好的晶体质量。5.根据权利要求2所述的一种AlGaN基日盲紫外雪崩异质结光电晶体管探测器的制备方法，其特征在于：所述的非故意掺杂AlmGa1-mN窗口层（4）的Al组分m=0.6~0.8，厚度为0.1-1.0μm，用来缓释AlN和上层AlGaN间的晶格失配，同时作为衬底侧光信号入射的窗口；所述18-3n型AlmGa1-mN层（5）的Al组分m=0.6~0.8，厚度为0.1-0.6μm，电子浓度为1-5×10cm，用作集电区和欧姆电极接触层。6.根据权利要求2所述的一种AlGaN基日盲紫外雪崩异质结光电晶体管探测器的制备方法，其特征在于：所述的n型Al