[發(fā)明專利]一種具有雙層鈍化膜的AlGaN基紫外探測器及制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310325082.2
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN103413839A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉秀娟;張燕;李向陽;王立偉;盧怡丹;常超
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/18;C23C16/34;H01L31/105
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 郭英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種AlGaN基紫外探測器，具體指一種具有雙層鈍化膜的AlGaN基紫外探測器的制備方法。

背景技術(shù)

在AlGaN基紫外探測器的制造中，因為探測器一般采用臺面型的結(jié)構(gòu)，需要在制作中使用刻蝕工藝；以及材料表面的復(fù)合系數(shù)較大，因此刻蝕后側(cè)面漏電流和表面復(fù)合電流都比較大，嚴(yán)重影響器件性能。然而，在器件光敏元的表面和耗盡區(qū)的側(cè)面進(jìn)行側(cè)表面鈍化可以有效地提高界面電學(xué)特性，例如減小表面耗盡區(qū)寬度，減小表面態(tài)密度從而減小表面復(fù)合速度。除此以外，鈍化工藝還去除了表面氧元素，使表面態(tài)密度降低，在一定程度上提高了器件的量子效率和信噪比。目前AlGaN基紫外探測器一般采用在器件表面和臺面?zhèn)让娉练eSiO₂或Si₃N₄薄膜來做鈍化膜。與SiO₂薄膜相比，Si₃N₄薄膜更加致密，具有捕獲鈉離子的能力，且其抗輻照性能要比SiO₂高3-4倍，因此比SiO₂薄膜更適合于作為AlGaN基紫外探測器的鈍化膜。

近年來，在半導(dǎo)體材料、集成電路和光電器件制造工藝中，使用較為廣泛的鈍化膜沉積手段有LPCVD（low?pressure?chemical?vapor?deposition）和PECVD（plasma?enhanced?chemical?vapor?deposition）。與沉積溫度為700-900℃的LPCVD相比，PECVD沉積溫度較低一些（200-400℃）。在器件制作工藝中，若沉積溫度過高，容易引起對材料的熱損傷、金屬熔融、各層之間相互擴(kuò)散等問題，因此較低的沉積溫度有利于器件制作，但是，對于AlGaN基紫外探測器制作工藝而言，PECVD法沉積鈍化膜的溫度還是較高；另外，AlGaN材料表面對等離子體轟擊比較敏感，而PECVD沉積中無法避免高能量的等離子體轟擊，造成AlGaN表面損傷、薄膜應(yīng)力過大等問題，嚴(yán)重影響了鈍化性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種具有雙層鈍化膜的AlGaN基紫外探測器，其中雙層鈍化膜是采用感應(yīng)耦合等離子體化學(xué)氣相沉積（ICPCVD）方法制備，下層鈍化膜為應(yīng)力與AlGaN層應(yīng)力相近的Si₃N₄薄膜，上層鈍化膜為致密的Si₃N₄薄膜。利用雙層鈍化膜結(jié)構(gòu)，解決在AlGaN基紫外探測器的鈍化工藝中，由于鈍化膜應(yīng)力過大而引起的器件變形、退火后鼓泡、致密度較低等問題。

如附圖1所示，器件結(jié)構(gòu)為：在藍(lán)寶石襯底1上依次為AlN緩沖層2、n型AlGaN層3、i型AlGaN層4、p型AlGaN層5、下層Si₃N₄鈍化膜8、上層Si₃N₄鈍化膜9，n歐姆接觸電極6位于n型AlGaN層3上，p歐姆接觸電極7位于p型AlGaN層5上。其特征在于，在AlGaN基紫外探測器的結(jié)構(gòu)的臺面以及臺面?zhèn)让嬗袃蓪逾g化膜，即下層Si₃N₄鈍化膜8和上層Si₃N₄鈍化膜9；所述的下層Si₃N₄鈍化膜8的膜厚為1000-2000埃，所述的上層Si₃N₄鈍化膜9的膜厚為2000-3000埃。

所述的下層Si₃N₄鈍化膜是使用感應(yīng)耦合等離子體化學(xué)氣相沉積方式生成，沉積時的工藝參數(shù)為：沉積溫度75℃，腔體壓強(qiáng)為10mTorr，ICP源功率為550W，氣體流量比SiH₄:N₂=15.0sccm：12.5sccm，腔體射頻RF功率為0W，沉積時間為6.5min-13min。

所述的上層Si₃N₄鈍化膜是使用感應(yīng)耦合等離子體化學(xué)氣相沉積方式生成，沉積時的工藝參數(shù)為：沉積溫度75℃，腔體壓強(qiáng)為10mTorr，ICP源功率為550W，氣體流量比SiH₄:N₂=16.5sccm：12.5sccm，腔體射頻RF功率為5W，沉積時間為14min-21min。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：