[發明專利]光檢測元件

有效

• 申請號: 201310733975.0
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103915517A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 樸起延;金華睦;孫暎丸;徐大雄
• 申請（專利權）人: 首爾偉傲世有限公司
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/108
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 韓明星;劉奕晴

技術領域

本發明涉及一種光檢測元件，更詳細地講，涉及一種通過應用能帶隙互不相同的多層帶隙變化層來改善由于緩沖層和光吸收層的急劇的能帶隙變化引起的阻止電流流動的現象的光檢測元件。

背景技術

紫外線是將太陽光的光譜拍攝成照片時出現在可視光線的短波長的外側的不可見光，在1801年由德國的化學家J.W.里特首次發現了該紫外線。

這里，紫外線是由約397～10nm波長形成的寬的范圍內的電磁波的總稱，波長極短的紫外線與X線幾乎沒有區別。此外，由于紫外線的化學作用強大，因此與紅外線稱為熱線對應地被稱為化學線。

波長為400nm以下的紫外線根據波長而劃分為幾個波段，UV-A波段為320nm～400nm，太陽光中到達地表面的98%以上屬于該波段，其對人體皮膚黑化現象或皮膚老化產生影響。UV-B波段為280nm～320nm，太陽光中只有約2%到達地表面，對人體產生皮膚癌或白內障、紅斑等非常嚴重的影響。雖然大部分UV-B被臭氧層所吸收，但是由于最近臭氧層的破壞而使到達地表面的UV-B量及區域增加，因此成為嚴重的環境問題。UV-C波段為200nm～280nm，來自太陽光的部分全部被吸收到大氣中而幾乎無法到達地表面。該波段廣泛利用于殺菌作用。在定量化這種紫外線對人體的影響中最具代表性的是由UV-B入射量來定義的紫外線指數（UV?index）。

可感測紫外線的元件包括光電增倍管（PMT，PhotoMultiplier?Tube）或半導體元件，但由于半導體元件與PMT相比價格便宜且尺寸小，從而最近在大部分情況下多使用半導體元件。在半導體元件中廣泛利用能帶隙適用于紫外線感測的GaN（氮化鎵）、SiC（碳化硅）等。

其中特別是對于基于GaN的元件的情況，主要使用肖特基（schottky）結形態和金屬-半導體-金屬（MSM，Metal-Semi?conductor-Metal）形態以及PIN形態的元件，特別是由于肖特基結形態的元件的制造過程簡單從而成為是優選的。

這里，肖特基結形態的元件在異質基板上依次層積緩沖層、光吸收層、肖特基結層，并且第一電極在緩沖層或光吸收層上形成，而第二電極在肖特基結層上形成。

此時，緩沖層可由GaN層形成，光吸收層可由AlGaN層形成，然而由于GaN層和AlGaN層之間的晶格失配和熱膨脹系數的差異，因此在AlGaN層的Al含量為15%以上且厚度為0.1μm以上的情況下，在AlGaN層產生裂縫而使收率降低。

為解決上述問題，可在GaN緩沖層和AlGaN光吸收層之間使用AlN緩沖層，但在這樣使用AlN緩沖層的情況下，由于AlN層的高能帶隙和絕緣特性而存在使光檢測反應度降低的問題。

此外，作為光吸收層來使用AlGaN層時，由于在Al含量為15%以上時的高阻抗，很難直接在AlGaN層形成歐姆接合，而且由于肖特基結勢壘大而存在無法獲得均勻的肖特基結特性的問題。

并且，為防止裂縫而將光吸收層的厚度設為0.1μm以下時，由于光吸收層的薄厚度而存在降低光吸收效率、降低其反應度的問題。

發明內容

技術問題

本發明是為了解決包括如上所述的問題而提出的，本發明實施例目的在于提供一種通過應用能帶隙互不相同的多層帶隙變化層來改善由于緩沖層和光吸收層的急劇的能帶隙變化引起的阻止電流流動的現象的光檢測元件。

此外，本發明實施例的其他目的在于，提供一種特別是為提高欲要檢測的光的透過率而在肖特基層使用氧化銦錫（ITO）等的光檢測元件。

此外，本發明實施例的其他目的在于，提供一種為提高肖特基層的肖特基特性而在肖特基層底面插入由摻雜有Mg的p-In_zGa_1-zN（0<z<1）構成的頂層的光檢測元件。

并且，本發明實施例的其他目的在于，提供一種為了防止因引線鍵合時的應力而引發的肖特基層的剝落（peeling），通過肖特基固定層使肖特基層的一部分和頂層的一部分同時接觸固定的光檢測元件。

技術方案

根據本發明的優選的實施例，提供了一種光檢測元件，所述光檢測元件包括：基板；緩沖層，形成于所述基板上；第一帶隙變化層，形成于所述緩沖層上的部分區域；光吸收層，形成于所述第一帶隙變化層上；肖特基層，形成于所述光吸收層上的部分區域；以及第一電極層，形成于所述肖特基層上的部分區域。

這里，還包括形成于所述光吸收層上的頂層，并且所述肖特基層形成于所述頂層上的部分區域。