[實用新型]具有二次臺面包裹電極的AlGaN紫外探測器

有效

• 申請號: 201120142481.1
• 申請日: 2011-05-06
• 公開（公告）號: CN202134542U
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 李超;李向陽;許金通;劉福浩;張燕;劉向陽;喬輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: H01L31/0304
• 分類號: H01L31/0304;H01L31/0352;H01L31/101
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 郭英

技術領域

本實用新型涉及AlGaN紫外探測器，具體指一種具有二次臺面包裹電極的AlGaN紫外探測器。?

背景技術

目前，AlGaN材料以獨特的物理、化學、電學特性成為紫外材料的領軍者。AlGaN材料覆蓋了200-365nm波段，其器件量子效率高、靈敏度高、紫外可見抑制比大，可完全工作于低背景的日盲波段(240-280nm)。AlGaN紫外探測器可應用于生化傳感器、火焰探測(火警系統及飛機尾焰探測)、紫外通信、紫外成像等領域，可對尾焰或者羽煙中釋放出大量紫外輻射的飛行目標進行實時探測或有效追蹤，在微弱的背景下探測出目標。?

隨著紫外器件向短波方向發展，特別是低背景日盲波段應用的推動，AlGaN器件本征區的組分不斷增加，高鋁組分AlGaN器件的研究受到廣泛關注。但隨著AlGaN材料中Al組分的增加，材料電阻率指數增加，摻雜雜質的激活能指數增加，載流子遷移率減小。高鋁組分材料的特性引起了載流子傳輸及歐姆接觸制備的困難，這是目前影響AlGaN器件性能的主要因素。?

近年來，為了防止高鋁組分AlGaN材料的氧化及減小p型材料的電阻率，工藝上常在p-AlGaN薄膜層上沉積一層p-GaN薄膜作為歐姆接觸層。P型GaN帽層的存在在一定程度上減小了p型材料歐姆接觸的制備困難，但p-GaN與p-AlGaN薄膜間的異質結對器件性能產生了一定影響，在360nm波長附近附加了一可見盲波段響應，降低了器件的靈敏度和抑制比。?

發明內容

本實用新型的目的在于克服p型高鋁組分AlGaN薄膜歐姆接觸制備困難，提出一種具有二次臺面包裹電極型的AlGaN紫外探測器，這一器件利用p型GaN帽層與p-AlGaN薄膜間異質結內的二維空穴氣傳輸載流子，提高了器件的靈敏度和抑制比，二次臺面可減小器件的暗電流，有利于器件的后續鈍化和連接。?

本實用新型一種具有二次臺面包裹電極的AlGaN紫外探測器，其結構為在襯底1上依次生長緩沖層2、n型薄膜層3、本征薄膜層4、p型薄膜層5和p型帽層6，其中：?

所述的襯底1采用藍寶石、硅、碳化硅或氮化鎵材料；?

所述的緩沖層2為厚度不小于10nm的AlN或GaN薄膜；?

所述的n型薄膜層3為電子濃度大于1×10¹⁸cm^-3的AlGaN薄膜；?

所述的本征薄膜層4為厚度100nm-300nm的AlGaN薄膜，其中Al組分不大于n型薄膜層3中的Al組分，自由載流子濃度小于5×10¹⁶cm^-3；?

所述的p型薄膜層5為厚度為100-200nm的AlGaN薄膜，其中Al組分不小于本征薄膜層4中的Al組分，空穴濃度大于1×10¹⁷cm^-3；?

所述的p型帽層6為厚度為10-100nm的InGaAs、InGaN或AlGaN薄膜，空穴濃度大于1×10¹⁷cm^-3；?

所述的AlGaN紫外探測器為方形或圓形結構，p型帽層6及以下10-40nm的p型薄膜層5制作成與器件結構相應的方形或圓形的微臺面結構，其邊長或半徑為10-200μm，p包裹型歐姆電極8將整個微臺面包裹在電極的中間，本征薄膜層4和p型薄膜層5構成器件臺面，其形狀制作成與器件結構相對應的方形或圓形，其邊長或半徑比微臺面的邊長或半徑大20-100μm，在n型薄膜?層3上制備有n型歐姆電極7其形狀與方形或圓形器件相對應為長條形和環形結構。?

器件制備方法包括如下步驟：?

步驟一：在襯底上依次生長緩沖層、n型薄膜層、本征薄膜層、p型薄膜層和p型帽層；?

步驟二：將p型帽層和部分p型薄膜層進行刻蝕，形成p型微臺面；?

步驟三：在p型微臺面上制備p包裹型歐姆電極；?

步驟四：將p型薄膜層和本征薄膜層進行刻蝕，形成器件臺面；?

步驟五：在n型薄膜層上制備n型歐姆電極；?

步驟六：對器件進行鈍化、劃片、焊接和封裝，完成器件制備。?