[發明專利]一種紫外-可見雙波段光電探測器

有效

• 申請號: 201910635101.9
• 申請日: 2019-07-15
• 公開（公告）號: CN110459627B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 莊喆;李成;張雄;崔一平
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01L31/0304
• 分類號: H01L31/0304;H01L31/0352;H01L31/101;H01L31/11
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 許小莉

本發明公開一種紫外?可見雙波段光電探測器，包括由下至上設置的襯底層、低溫AlN成核層、高溫AlN緩沖層、n型AlGaN緩沖層、n型AlGaN層、i型AlGaN吸收層、AlGaN倍增層、P型AlGaN層、AlGaN漸變層、n型AlGaN層、n型GaN層、InGaN倍增層、i型InGaN吸收層、P型InGaN層和P型GaN層。在n型AlGaN層(105)和n型GaN層側面有一外露區域，外露區域的上表面設置n型歐姆接觸電極，在P型GaN上表面設置P型歐姆接觸層。本發明能夠實現紫外以及可見光的探測，通過調節紫外吸收單元的Al組分，可改變紫外探測波長；通過調節可見光吸收單元的In組分，可實現藍光，綠光，紅光等可見光波段的探測。

技術領域：

本發明屬于半導體光電子器件領域，尤其涉及一種紫外-可見雙波段光電探測器。

背景技術：

氮化鎵基半導體材料主要包括III族和V族元素的二元化合物GaN、InN、AlN，三元化合物InGaN、AlGaN、AlInN和四元化合物AlInGaN，具有禁帶寬度大、熱導率高、耐高溫、抗輻射、耐酸堿等特性，在抗輻射、耐高溫、大功率微波器件等領域有著廣泛的應用潛力和良好的市場前景。三元化合物Al_xGa_1-xN的能帶隙可以通過改變Al組分x進行調節，使其對應的吸收光波長在200～365nm之間，三元化合物In_xGa_1-xN(0≤x≤1)的能帶隙范圍為0.7～3.4eV，可通過改變In組分x進行連續的調節，使其吸收光譜的波長范圍可以從365nm一直到1770 nm。

近年來,第三代寬禁帶半導體材料發展迅速，其關鍵工藝日趨成熟,可見、紅外以及紫外光電探測器已逐漸在軍事和民用生活方面發揮了巨大的作用。工作波長在深紫外區域的光電探測器，利用了日盲區太陽光輻射能量極其有限甚至微弱的特點，在天然低噪聲背景下便可對目標紫外光輻射信號進行分辨與識別。其在航空航天跟蹤與控制、生物醫藥工程分析、短距離的通信以及皮膚病的治療、碳氫化合物燃燒火焰的探測以及紫外高保密通信等領域有著廣闊的應用前景。工作波長在紅外區域的探測器，其在天氣預報、地貌學、環境監測、遙感資源調查、煤礦井下測溫和測氣中及隱蔽火源探測、消防和石化報警以及醫療和森林火災預報中的都得到了廣泛的應用。工作波長在可見區域的探測器，其在可見光通信領域具有巨大的作用，可實現對可見信號的探測。

由于傳統的紫外光電探測器和紅外光電探測器僅能夠對單色進行追蹤，使得光電探測器的探測范圍較窄，無法同時實現對紫外和可見波段的光同時進行探測。然而，當前絕大多數紫外-可見雙波段探測器主要由兩個分別響應不同波段的探測器構成，通常通過金屬鍵合方式將紫外和紅外探測器連接在一起來實現雙波段探測，從而增加了器件制作的復雜性。因此，開發一個可同時響應紫外和可見的雙波段的探測器，將提高系統應用性能，而且可以大大提高探測效率，并推進紫外-可見雙波段探測器單片集成的研究。

發明內容：

發明目的：提供一種紫外-可見雙波段探測器及其制備方法，實現了紫外-可見雙波段探測器單片集成并提高系統應用性能。