[發明專利]一種自帶信號放大功能氮化鎵基射線探測器及其制備方法

有效

• 申請號: 201810442209.1
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN108417662B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 盧星;任遠;趙維;陳志濤;劉曉燕;龔政;黎子蘭
• 申請（專利權）人: 廣東省半導體產業技術研究院
• 主分類號: H01L31/108
• 分類號: H01L31/108;H01L31/18
• 代理公司: 廣州海心聯合專利代理事務所(普通合伙) 44295
• 代理人: 黃為

1.一種自帶信號放大功能氮化鎵基射線探測器，其特征在于，包括：GaN基PN結和高電子遷移率晶體管；所述的GaN基PN結包括依次層疊的背電極(101)、P-GaN層(102)和n^--GaN漂移層(103)，所述n^--GaN漂移層(103)用于吸收射線(112)輻照產生電子空穴對；所述的高電子遷移率晶體管的溝道層與n^--GaN漂移層(103)遠離P-GaN層(102)的表面電性連接；

所述高電子遷移率晶體管包括依次層疊的溝道層、AlN阻擋層(105)和AlGaN勢壘層(106)；所述溝道層為GaN溝道層(104)，遠離AlN阻擋層(105)的表面與n^--GaN漂移層(103)電性連接；AlGaN勢壘層(106)遠離AlN阻擋層(105)的表面分別設有源極(107)、漏極(108)和柵極(109)，所述的漏極(108)和所述源極(107)分別與所述AlGaN勢壘層(106)表面歐姆接觸；所述柵極(109)與所述AlGaN勢壘層(106)表面為肖特基接觸；

所述P-GaN層(102)的摻雜濃度為1×10¹⁷cm^-3至1×10¹⁹cm^-3。

2.根據權利要求1所述一種自帶信號放大功能氮化鎵基射線探測器，其特征在于，所述P-GaN層(102)的厚度為0.1μm至1μm。

3.根據權利要求1所述一種自帶信號放大功能氮化鎵基射線探測器，其特征在于，所述n^--GaN漂移層(103)的摻雜濃度為1×10¹⁵cm^-3至1×10¹⁸cm^-3。

4.根據權利要求1所述一種自帶信號放大功能氮化鎵基射線探測器，其特征在于，所述n^--GaN漂移層(103)的厚度為10μm至1cm。

5.一種制備權利要求1-4任一所述一種自帶信號放大功能氮化鎵基射線探測器的方法，其特征在于，包括以下步驟:

(1)制備圓晶片：在n^--GaN自支撐襯底的上表面外延生長GaN溝道層(104)、AlN阻擋層(105)和AlGaN勢壘層(106)，形成高電子遷移率晶體管的異質結結構；從下表面對n^--GaN自支撐襯底進行減薄，并用外延生長或者Mg離子注入的方法形成P-GaN層(102)，所述n^--GaN自支撐襯底自身形成n^--GaN漂移層(103)，制得圓晶片；

(2)制備漏極(108)與源極(107)：在所述AlGaN勢壘層(106)上表面上沉積金屬，與所述AlGaN勢壘層(106)上表面形成歐姆接觸，制得漏極(108)和源極(107)；

(3)制備柵極(109)：在所述AlGaN勢壘層(106)上表面上沉積金屬，與所述AlGaN勢壘層(106)上表面形成肖特基接觸，制得柵極(109)；

(4)制備背電極(101)：在所述P-GaN層(102)下表面沉積金屬，與所述P-GaN層(102)下表面形成歐姆接觸，制得背電極(101)。