[發明專利]AlGaN漸變組分超晶格雪崩光電二極管

有效

• 申請號: 201610112141.1
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN105742387B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 汪萊;鄭紀元;張靜昌;郝智彪;羅毅
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/105;H01L31/107;H01L31/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 呂雁葭

1.一種半導體結構，自下至上依次包括：

襯底；

緩沖層；

n型層；

i型AlGaN漸變組分超晶格倍增層；

第一p型層；

i型光敏吸收層；以及

第二p型層，

其中，i型AlGaN漸變組分超晶格倍增層包括沿垂直于襯底表面方向疊置的N個周期結構(104₁～104_N)，N是大于等于1的整數，每個周期結構包括一個組分漸變層，組分漸變層的最下部的材料為Al_yGa_1-yN，最上部的材料為Al_zGa_1-zN，其中0≤z<y≤1，組分漸變層內任意位置的材料表示為Al_cGa_1-cN，隨該位置到組分漸變層下表面的垂直距離d從0增加至該組分漸變層的厚度D，c從y漸變至z。

2.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，c從y到z的漸變方式包括以下中的任一種：三角函數變化、單調變化、先增大后減小、先減小后增大。

3.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，至少有一個組分漸變層的以下任意一項與其他組分漸變層的對應項不同：y值、z值、c的變化方式。

4.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，至少有一個周期結構包括勢阱層和/或勢壘層，勢阱層位于組分漸變層之上，勢壘層位于組分漸變層之下。

5.根據權利要求1～4中任一項所述的半導體結構，其中：

在第二p型層上表面形成有p型歐姆電極；

n型層及其上的各層形成倒“T”形結構，該倒“T”形結構具有沿垂直襯底方向呈倒“T”形的截面，并且包括與緩沖層接觸的底部和底部之上的豎直部分，該倒“T”形結構的底部包括第一部分n型層，在該底部的上表面邊緣設有n型歐姆電極。

6.根據權利要求5所述的半導體結構，其中：

所述豎直部分包括第二部分n型層及n型層上的各層，該第二部分n型層位于第一部分n型層之上，該豎直部分的側表面覆蓋有鈍化層。

7.根據權利要求1所述的半導體結構，該半導體結構具有以下至少一項特征：

所述襯底包括以下材料中的任意一種：GaN、AlN、藍寶石、碳化硅、硅、氧化鋅、硅上生長的氧化鋁復合襯底，硅上生長的氮化鋁復合襯底、或硅上生長的氧化鋅復合襯底；

所述n型層包括Al_xGa_1-xN(0≤x≤1)，厚度為1～10μm；

N是大于等于1的整數；

組分漸變層的厚度小于1000nm；

第一p型層包括Al_xGa_1-xN(0≤x≤1)，厚度為0～1500nm；

i光敏吸收層包括Al_pGa_1-pN(0≤p≤1)，厚度為0～3000nm；或者

第二p型層包括Al_qGa_1-qN(0≤q≤1)，厚度為0～1500nm。

8.根據權利要求4所述的半導體結構，其中，勢壘和勢阱層的厚度分別為0～1000nm。