[發明專利]半導體紫外探測器芯片及其外延結構

有效

• 申請號: 202111575135.7
• 申請日: 2021-12-22
• 公開（公告）號: CN113964224B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 黃小輝;倪逸舟
• 申請（專利權）人: 至芯半導體（杭州）有限公司
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/105;H01L31/18;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 霍苗

1.一種半導體紫外探測器芯片的外延結構，其特征在于，包括由下到上依次層疊設置的襯底、半導體緩沖層、交替生長的超晶格層、第一N型半導體層、第二N型半導體層、紫外光吸收層、應變超晶格層和第二P型接觸層；

所述應變超晶格層包括由下到上依次交替生長的P型傳輸層和第一P型接觸層；

所述P型傳輸層的材料為Al_x7In_y7Ga_1-x7-y7N；

所述第一P型接觸層的材料為Al_x9In_y9Ga_1-x9-y9N；

x7-x9≥0.2；

所述交替生長的超晶格層包括由下到上交替生長的第一超晶格層和第二超晶格層；所述第一超晶格層和第二超晶格層的材料不同；

所述第一超晶格層的材料為Al_x2In_y2Ga_1-x2-y2N，其中，0.5≤x2≤1,0≤y2≤0.1；

所述第二超晶格層的材料為Al_x3In_y3Ga_1-x3-y3N，其中，0.5≤x3≤1,0≤y3≤0.1；

且x2≠x3；

所述半導體緩沖層的材料為Al_x1In_y1Ga_1-x1-y1N，其中，0.5≤x1≤1，0≤y1≤1；

所述第一N型半導體層的材料為Al_x4In_y4Ga_1-x4-y4N，其中，0.5≤x4≤1，0≤y4≤0.1；

所述第二N型半導體層的材料為Al_x5In_y5Ga_1-x5-y5N，其中，0≤x5≤1，0≤y5≤1；

所述紫外光吸收層的材料為Al_x6In_y6Ga_1-x6-y6N，其中，0.35≤x6≤0.45、0≤y6≤0.05；x5-x6≥0.05；

所述第二P型接觸層的材料為Al_x8In_y8Ga_1-x8-y8N，其中，0≤x8≤0.1，0≤y8≤0.1。

2.如權利要求1所述的外延結構，其特征在于，所述P型傳輸層和第一P型接觸層的厚度獨立的為0.5~5nm。

3.如權利要求2所述的外延結構，其特征在于，所述應變超晶格層的交替生長的周期數為2~50。

4.如權利要求1所述的外延結構，其特征在于，所述半導體緩沖層的厚度為200~5000nm。

5.如權利要求1所述的外延結構，其特征在于，所述交替生長的超晶格層的交替生長的周期數為2~200；

所述第一超晶格層的厚度為1~5nm；所述第二超晶格層的厚度為1~5nm。

6.如權利要求1所述的外延結構，其特征在于，所述第一N型半導體層的厚度為100～2000nm；

所述第一N型半導體層的N型摻雜濃度為1×10¹⁷cm^-3~1×10¹⁹cm^-3。

7.如權利要求1所述的外延結構，其特征在于，所述第二N型半導體層的厚度為100~1000nm；

所述第二N型半導體層的N型摻雜濃度為1×10¹⁸cm^-3~1×10²⁰cm^-3。

8.如權利要求7所述的外延結構，其特征在于，所述Al_x6In_y6Ga_1-x6-y6N中Mg的摻雜量1×10¹⁷cm^-3。