[發明專利]氮化鎵基雪崩型探測器及其制作方法

無效

• 申請號: 200910077383.1
• 申請日: 2009-02-19
• 公開（公告）號: CN101814537A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 劉文寶;孫莧;趙德剛;劉宗順;張書明;朱建軍;王輝;楊輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/107;H01L31/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 湯保平

1.一種氮化鎵基雪崩型探測器，其特征在于，包括：

一襯底；

一N型摻雜的GaN歐姆接觸層，該N型摻雜的GaN歐姆接觸層制作在襯底上；

一非故意摻雜GaN吸收層，該非故意摻雜GaN吸收層制作在N型摻雜的GaN歐姆接觸層上，該非故意摻雜GaN吸收層的面積小于N型摻雜的GaN歐姆接觸層的面積；

一N型摻雜的Al組分漸變的AlGaN層，該N型Al組分漸變的AlGaN層制作在非故意摻雜的GaN吸收層上；

一非故意摻雜AlGaN雪崩倍增層，非故意摻雜AlGaN雪崩倍增層制作在N型摻雜的Al組分漸變的AlGaN層上；

一P型摻雜的AlGaN歐姆接觸層，該P型摻雜的AlGaN歐姆接觸層制作在非故意摻雜AlGaN雪崩倍增層上；

一鈍化層，該鈍化層制作在非故意摻雜GaN吸收層、N型摻雜的Al組分漸變的AlGaN層、非故意摻雜AlGaN雪崩倍增層以及P型摻雜的AlGaN歐姆接觸層的側面；

一N型歐姆接觸電極，該N型歐姆接觸電極制作在鈍化層的外側且位于N型摻雜的GaN歐姆接觸層上；

一P型歐姆接觸電極，該P型歐姆接觸電極制作在P型摻雜的AlGaN歐姆接觸層上；

利用AlGaN材料作為窗口層，使非故意摻雜的GaN吸收層和非故意摻雜AlGaN雪崩倍增層分離，使能量大于GaN的本征帶隙而小于AlGaN的帶隙的光能夠穿過AlGaN窗口被下面的GaN吸收層所吸收，產生的光生電子被掃入N型歐姆接觸電極，非故意摻雜AlGaN雪崩倍增層是AlGaN高電場區，而光生空穴在進入AlGaN高電場區時發生雪崩電離，形成一股非常大的雪崩空穴電流，從而提高了探測器的靈敏度；另外，為了降低非故意摻?雜GaN吸收層和非故意摻雜AlGaN雪崩倍增層之間的異質結界面對光生空穴的阻擋作用，在非故意摻雜GaN吸收層和非故意摻雜AlGaN雪崩倍增層之間設計了N型摻雜的Al組分漸變的AlGaN層；同時Al組分漸變的AlGaN層也給材料生長帶來方便。

2.根據權利要求1所述的氮化鎵基雪崩型探測器，其特征在于，其中該襯底為藍寶石、氮化鎵、硅、碳化硅或砷化鎵材料。

3.根據權利要求1所述的氮化鎵基雪崩型探測器，其特征在于，其中所述的N型摻雜的Al組分漸變的AlGaN層的Al組分是從GaN漸變到非故意摻雜AlGaN雪崩倍增層的Al組分。

4.根據權利要求1所述的氮化鎵基雪崩型探測器，其特征在于，其中所述的N型摻雜的Al組分漸變的AlGaN層、非故意摻雜AlGaN雪崩倍增層以及P型摻雜的AlGaN歐姆接觸層的Al組分高于N型摻雜的GaN歐姆接觸層及非故意摻雜GaN吸收層的Al組分。

5.根據權利要求1所述的氮化鎵基雪崩型探測器，其特征在于，其中所述的P型摻雜的AlGaN歐姆接觸層的厚度大于其本征帶隙對應的光的吸收長度。

6.根據權利要求1所述的氮化鎵基雪崩型探測器，其特征在于，其中所述的N型歐姆接觸電極為環形結構。

7.根據權利要求1所述的氮化鎵基雪崩型探測器，其特征在于，其中所述的鈍化層為SiO₂或SiN_x介電層。

8.根據權利要求1所述的氮化鎵基雪崩型探測器，其特征在于，其中所述的P型歐姆接觸電極為圓形、環形或網格狀結構，并且其材料為對紫外光透光或半透光的材料。